38. Обмолот початков. Требования к качеству кукурузы. Количество сорной и зерновой примеси.
По ГОСТ 13634—81 поставляемое для крахмалопаточной промышленности спелое зерно должно соответствовать следующим требованиям (в %): влажность— не более 15, после искусственной сушки — не ниже 12; всхожесть — не менее 55; содержание сорных примесей — не более 3; содержание зерновых примесей — не более 7 (в том числе зёрен, поражённых болезнями — до 3).
Зерно не должно иметь затхлого, солодового или постороннего запаха и быть заражённым амбарными вредителями.При приёмке кукурузы в початках влажность початка не должна превышать 25%, а содержание сорных примесей не должно быть более 8%.Один из важных показателей качества — всхожесть зерна. При переработке зерна кукурузы с всхожестью ниже 55%, л также недоспелого или пересушенного (нагреваемого при сушке выше 55 °С) резко снижается выход крахмала.
39. Принципиальная технологическая схема производства сырого кукурузного крахмала.
Замачивание кукурузного зерна
Целью замачивания является размягчение зерна для ослабления связей между белком и крахмалом, эндоспермом и зародышем, а также выведение из зерна в воду большей части водорастворимых веществ, затрудняющих выделение и очистку крахмала. Чтобы исключить прорастание зерна и развитие микроорганизмов, для замачивания зерна используют слабый раствор сернистой кислоты (концентрация SO2 в воде 0,05–0,20 %).
Процесс замачивания зерна ведут в батарее замочных чанов методом противотока, позволяющим полнее извлечь растворимые вещества и получить более концентрированный экстракт. После загрузки чан заполняется замочной водой из предыдущего чана батареи, одновременно осуществляется перекачивание экстракта в освобождаемые чаны
Для повышения скорости диффузии замачивание ведут при повышенной температуре (48–55 °С). К концу замачивания ферменты почти полностью инактивируются, а из микроорганизмов остаются только термофильные молочнокислые бактерии, сбраживающие сахара до молочной кислоты, которая способствует размягчению зерна.
Дробление зерна
Для отделения зародыша, содержащего 55 % жира, кукурузное зерно подвергают дроблению при 35–40 °С, которое для более полного разделения осуществляют дважды. При первом дроблении освобождается 75–85 % зародыша и при втором — 15–20 %. После первого дробления кашку направляют для выделения зародыша в гидроциклоны, из которых нижний сход поступает на второе дробление.
Основной рабочий орган дробилки — ротор, закрепленный на валу. Под действием центробежной силы продукт попадает между двумя дисками (неподвижным и вращающимся), которые снабжены пирамидальными зубьями, расположенными по концентрическим окружностям. При вращении диска кукуруза измельчается по принципу скалывания и выбрасывается в приемную камеру для измельченного зерна.
Выделение и промывание зародыша
Кашка, полученная после дробления, содержит зародыш, оболочки зерна, крахмал, глютен и водорастворимые вещества. Плотность зародыша значительно ниже плотности эндосперма. Для выделения зародыша широко используют гидроциклонные установки.
Для первого выделения зародыша продукт должен иметь концентрацию суспензии крахмала 12–13 %. Для полного выделения зародыша продукт, поступающий после повторного измельчения на вторую стадию выделения зародыша, должен иметь концентрацию суспензии 14–15 %. Жидкий сход с гидроциклонов направляют на сита отцеживания и промывания зародыша. Разделение продукта на дуговом сите типа СД-1 идет под действием центробежной силы, возникающей при движении продукта по дуге, имеющей радиус закругления 2,2–2,8 м. Дуговое сито оснащено щелевой колосниковой сеткой с шириной щели 2 мм. Отмытый зародыш, выход которого составляет 6,5–7,5 масс. % от массы сухого зерна, содержит не более 1 % крахмала, влажность его не превышает 71,5 %.
Помол кукурузной кашки
Для полного высвобождения крахмала кашку, полученную после отделения зародыша, подвергают тонкому измельчению, предварительно отцедив на дуговых ситах свободный крахмал. Тонкий помол осуществляют на измельчающих машинах ударного действия с двумя вращающимися в противоположные стороны роторами.
Промывание суспензий
Для выделения мезги используют дуговые, а на последней операции промывки — центробежно-лопастные сита.
Отцеживание крупной мезги и ее трехкратное промывание проводят на дуговых ситах с отверстиями диаметром 0,5–0,6 мм. Мелкая мезга отделяется на капроновых ситах, четырехкратно промывается и поступает на механическое обезвоживание. Содержание свободного крахмала в крупной мезге не должно превышать 1,5, в мелкой — 4 %. Крахмальное молоко поступает на двукратное рафинирование на дуговых ситах, оснащенных капроновой тканью.
Промывание мезги обычно проводится противотоком на напорных дуговых ситах в 6–8 ступеней до содержания свободного крахмала в мезге 2,5–3,5 масс. % от массы СВ. Головное сито оснащено колосниковой решеткой с размером щели 0,05 мм.
Выделение крахмала из крахмалобелковой суспензии
Рафинированное крахмальное молоко, называемое «мельничным» (рН = 3,8¸4,2), содержит 11–14 % СВ, в состав которых входит, %:
крахмал 88–92
белок (глютен) 6–10
жир 0,5–1,0
растворимые вещества 2,5–55
мелкая мезга 0,1
зола 0,2–0,4
Выделение крахмала из крахмало-белковой суспензии проводят на специальных центробежных сепараторах. Основная рабочая часть сепаратора — ротор с пакетом конических тарелок с частотой вращения около 3000 мин–1. Зазор между тарелками составляет 1 мм, таким образом, разделение продукта идет в тонком слое.
Крахмальные зерна, как более тяжелые, прижимаются к внутренней поверхности каждой тарелки, сползают в периферийную зону ротора и в виде концентрированного крахмального молока выбрасываются через разгрузочные сопла (нижний сход). Мелкие частицы глютена всплывают в слое крахмального молока, прижимаются к наружной поверхности каждой тарелки и под давлением новых порций поступающего в ротор продукта вытесняются к его центру и оттуда по вертикальному каналу в виде суспензии низкой концентрации выводятся через сопла в верхней части ротора (верхний сход). Для выделения всего глютена обработку крахмального молока ведут на нескольких последовательно установленных сепараторах. При очистке на сепараторах содержание белковых веществ в крахмальной суспензии уменьшается с 6–8 до 0,5–0,6 %.
Промывание крахмала
Окончательную очистку и промывание крахмала осуществляют на многоступенчатых сепараторных станциях или на гидроциклонных установках. Выход крахмала составляет 60–67 масс. % от массы безводного зерна, коэффициент извлечения крахмала — 86,0–93,5 %.
Промытый крахмал содержит, масс.% от массы СВ:
крахмал 98,4–98,7
протеин 0,4–0,5
растворимые вещества 0,05–0,1
зола 0,1–0,15
жир 0,6–0,7
прочие вещества 0,05–0,1