Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в технологии производства продуктов питания. Часть 1. Конспект лекций
.pdf
Рисунок 4 – Принципиальная технологическая схема производства сырого кукурузного крахмала
Для замачивания зерна используют не чистую воду, а слабый раствор
сернистой кислоты (концентрация SO2 в воде от 0,15 % до 0,20 %), чтобы исключить прорастание зерна и развитие микроорганизмов.
В процессе замачивания зерна (длительность от 48 до 50 ч) происходят
различные физико-химические и биохимические процессы. Зерно набухает, под
действием кислоты оболочки становятся проницаемыми, что ускоряет переход
водорастворимых веществ (сахаров, декстринов, аминокислот, частично белков,
пектиновых веществ и др.) в замочную воду.
81
Для ускорения химических реакций и повышения скорости диффузии
химических соединений замачивание ведут при повышенной температуре (от
48 °С до 50 °С). К концу замачивания ферменты почти полностью инактивируются, а из микроорганизмов выживают только термофильные молочнокислые
бактерии, сбраживающие сахара до молочной кислоты. Молочная кислота способствует размягчению зерна. Всего в замочную воду переходит около 6,5 % сухого вещества зерна, из них примерно 70 % - минеральные вещества, 42 % - растворимые углеводы и около 16 % - азотистые вещества. При этом зародыш теряет около 60 % массы, эндосперм - около от 13 % до 14 %. Процесс замачивания
зерна ведут в батарее замочных чанов методом противотока, позволяющим полнее извлечь растворимые вещества из зерна и получить более концентрированный экстракт.
9.2.2 Дробление зерна
Дробление кукурузного зерна производят таким образом, чтобы отделить
зародыш, не повредив его. Зародыш - ценная составная часть зерна, содержание
жира в нем составляет 55 % сухого вещества. Чтобы полнее выделить зародыш,
дробление ведут двукратно на дисковых дробилках. Дробление производят до
получения частей, соизмеримых с размерами зародыша. При первом дроблении
освобождается от 75 % до 85 % зародыша и от 20 % до 25 % крахмала, при втором – от 15 % до 20 % и от 10 % до 15 % соответственно.
9.2.3 Выделение зародыша
Полученную кашку направляют для отделения зародыша на гидроциклонные установки. Разделение зародыша и эндосперма производится под действием центробежных сил. Кукурузный зародыш содержит много жира, поэтому
он легче остальной массы и вместе с крахмальным молоком выводится из гидро-
82
циклона сверху как более легкая фракция, а эндосперм опускается вниз как более тяжелая фракция и выбрасывается через нижнюю насадку. Применяемые
гидроциклоны имеют диаметр цилиндрической части от 150 до 300 мм.
Зародыш вместе с крахмальным молоком подают на ситовые аппараты
различной конструкции для отцеживания и двукратного промывания. Отмытый
зародыш должен содержать свободного крахмала не более 1 % сухого вещества.
9.2.4 Помол кукурузной кашки
Полученная после отделения зародыша кукурузная кашка представляет
собой смесь крупных частиц оболочек зерна, связанных с эндоспермом, дробленый чистый эндосперм, свободный крахмал и белок. Для полного высвобождения крахмала кашку подвергают тонкому измельчению после предварительного
отделения на дуговых ситах свободного крахмала, глютена и мелкой мезги. Затем полученное крахмальное молоко дважды пропускают через шелковые сита и.
направляют на рафинирование, а сход (остаток) с дугового и шелкового сит
направляют на измельчение.
Тонкий помол кукурузной кашки осуществляют на мельницах ударного
действия.
9.2.5 Ситование крахмальной суспензии
Эта стадия, а также промывание мезги и рафинирование крахмального
молока (суспензии) осуществляется на ситовой станции завода. Цель ситования отделение и очистка крахмала от клетчатки (мезги). На современных заводах
производят многократное противоточное промывание продукта, что позволяет
минимальным количеством жидкости отмыть максимум свободного крахмала.
83
Отцеживание крупной мезги и ее трехкратная промывка производятся на
дуговых ситах с отверстиями диаметром от 0,5 до 0,6 мм. Промытая крупная
мезга не должна содержать более 1,5 % свободного крахмала.
Мелкая мезга отделяется на шелковых ситах, 4 раза промывается и поступает на механическое обезвоживание. Содержание свободного крахмала в
ней не должно превышать 4 %. Крахмальное молоко поступает на двукратное
рафинирование на шелковых ситах.
9.2.6 Выделение крахмала из крахмальной суспензии
Рафинированное крахмальное молоко содержит от 11 % до 14 % сухого
вещества, из них около 90 % составляет крахмал, от 6 % до 10 % - белок (глютен), от 0,5 % до 1,0 % - жиры и от 3 % до 6 % - растворимые вещества.
Глютен содержится в молоке в виде взвешенных частиц размером от 1 до
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 производят на центробежных сепараторах.
Рабочая часть сепаратора - быстровращающийся ротор (частота вращения
3000 мин-1) с пакетом конических тарелок, зазор между которыми 1 мм.
Более тяжелые крахмальные зерна прижимаются к внутренней поверхности тарелок, сползают в периферийную зону ротора и в виде сконцентрированного крахмального молока выбрасываются через разгрузочные сопла (сгущенный сход). Более легкие частицы глютена как бы всплывают в уплотненном
крахмальном молоке, прижимаются к наружной поверхности тарелок и под давлением новых порций поступающего в ротор продукта вытесняются к центру.
Оттуда по вертикальному каналу в виде суспензии низкой концентрации выводятся через сопла в верхней части ротора (жидкий сход). Чтобы выделить весь
глютен, обработку крахмального молока ведут на нескольких последовательно
установленных сепараторах.
84
9.2.7 Промывание крахмала
Крахмальное молоко после отделения глютена содержит некоторое количество примесей, поэтому его дополнительно промывают на вакуум-фильтрах в
две или три стадии. Промытый крахмал содержит от 98,4 % до 98,7 % чистого
крахмала, от 1,3 % до 1,6 % примесей (белок, жир и пр.).
9.2.8 Выход и коэффициент извлечения крахмала
В зависимости от качества сырья, технической оснащенности завода и
схемы производства, выход крахмала на предприятии по производству сырого
кукурузного крахмала колеблется от 60 % до 66,6 % от массы сухого вещества
зерна кукурузы. Коэффициент извлечения крахмала составляет от 86 % до
93,5 %.
9.2.9 Использование отходов
На отходах производства кукурузного крахмала получают кукурузные
корма, кукурузное масло и кукурузный экстракт.
Кукурузное масло получают из зародыша. В зерне кукурузы содержится
от 5 % до 6 % от сухого вещества жира, который почти полностью сосредоточен
в зародыше. Выход зародыша составляет от 6 % до 7 % к массе сухого вещества
зерна кукурузы.
Сырой зародыш сушат до влажности от 1,0 % до 1,5 %, на пятивальцовых
машинах получают мятку и подвергают ее первому прессованию на шнековых
прессах. Выделенное масло поступает на рафинирование, оставшийся после
прессования жмых дробят, подогревают на жаровнях и при вторичном прессовании дополнительно выделяют из него масло. Выход масла составляет от 2,8 % до
3,3 % к массе сухого вещества зерна кукурузы.
85
Кукурузный экстракт получают путем замачивания зерен кукурузы. Замочные воды с содержанием сухого вещества от 8 % до 9 % упаривают до содержания сухого вещества от 35 % до 40 % и используют при производстве кормов. Кукурузный экстракт используют также в микробиологической промышленности и при получении хлебопекарных прессованных дрожжей. Для этих целей его предварительно упаривают до содержания сухого вещества 50 %.
Концентраты глютена получают при выделении крахмала из крахмалобелковой суспензии на тарелочных сепараторах в качестве жидкого схода. Белковая суспензия имеет содержание сухих веществ около 1 %, из них от 65 % до
70 % - белковые вещества.
Суспензию разделяют на специальном оборудовании (флотационных камерах) на частично сгущенный глютен и хорошо осветленную глютеновую воду.
Окончательное сгущение глютена до содержания сухого вещества 12 % ведут на
центробежных сепараторах. Глютеновую воду используют для различных технологических целей.
Производство кормов основано на использовании жмыха (остаток после
извлечения из зародыша масла), крупной и мелкой мезги, сечки (измельченное
зерно) и частично стержней початков кукурузы, глютена и экстракта. Мезгу и
глютен предварительно механически обезвоживают до содержания сухого вещества от 35 % до 42 %, жидкий кукурузный экстракт сгущают до содержания сухого вещества от 30 % до 35 %. При производстве кормов используют также
фильтрационные осадки, получающиеся при производстве патоки и глюкозы.
Компоненты кормов смешивают в определенном соотношении, высушивают до
влажности 12 %, просеивают, отделяют ферропримеси и отправляют на склад.
Сухой кукурузный корм должен отвечать требованиям соответствующих технических условий и содержать от 18 % до 19 % белка, от 18 % до 25 % крахмала, от
7 % до 9 % жира и от 1 % до 4 % золы.
86
9.3 Производство сухого крахмала
Сухой крахмал - это готовая продукция крахмальных заводов, он хорошо
хранится и транспортируется, не изменяя своих свойств. Равновесная влажность
сухого картофельного крахмала 20 %, кукурузного – 13 %. Поэтому при сушке
нецелесообразно доводить влажность крахмала до значений меньших равновесной. Сырой крахмал выпускают с влажностью от 50 % до 52 %. Крахмал имеет
капиллярно-пористую структуру и удерживает влагу химически связанную, адсорбционно связанную и капиллярно связанную. Химически связанная влага
прочно удерживается и ее удаление сопровождается изменением свойств исходного вещества. Адсорбционно связанная вода удерживается на поверхности мицелл зерен крахмала. Капиллярно связанная вода находится в капиллярах и удаляется при высушивании в первую очередь.
Однако тепловая обработка сырого крахмала с повышенной исходной
влажностью может привести к значительным изменениям его свойств (растрескивание крахмальных зерен, частичная клейстеризация, потеря блеска, снижение
вязкости крахмального клейстера). Сырой крахмал содержит примерно от 12 %
до 15 % свободной влаги и от 35 % до 38 % сорбционно связанной. Свободная
влага удаляется механически - при центрифугировании, остальная - только при
сушке. Процесс сушки ведут в мягких условиях, не допуская перегрева крахмала.
Принципиальная схема производства сухого крахмала состоит из следующих операций:
1) подготовка сырого крахмала к высушиванию;
2) механическое обезвоживание крахмала (центрифугирование);
3) сушка;
4) обработка (отделка) сухого крахмала (дробление, прессование, упако-
вывание).
87
9.3.1 Подготовка сырого крахмала к сушке
Из сырого крахмала разводят крахмальное молоко с концентрацией от
12 % до 14 %, затем на ситах отделяют крупные механические примеси, которые
могли попасть при транспортировании и погрузке, далее суспензию обрабатывают на ситах с капроновой сеткой для удаления мелкой мезги и в гидроциклонах для отделения песка. Очищенный крахмал в виде крахмальной суспензии с
концентрацией от 36 % до 38 % направляют в цех получения сухого крахмала.
9.3.2 Механическое обезвоживание крахмала
Эта стадия способствует экономии расхода тепла на сушку и получению
готового продукта высокого качества. Для этой цели используют автоматизированные центрифуги различных систем или вакуум-фильтры. После центрифугирования кукурузный крахмал имеет влажность от 34 % до 36 %, картофельный –
от 37 % до 39 %.
9.3.3 Сушка крахмала
Сушку ведут в сушилках различных систем, используя в качестве теплоносителя подогретый воздух. Наибольшее распространение получили пневматические сушилки. Сушка крахмала в них производится в потоке горячего воздуха.
Скорость движения смеси крахмал - воздух подбирается таким образом, чтобы
обеспечить практически мгновенное высушивание продукта. Благодаря такой
скорости сушки температура теплоносителя перед входом в сушилку 150 °С и
выше.
88
9.3.4 Обработка сухого крахмала
Температура крахмала после пневматической сушилки от 40 °С до 45 °С,
он может содержать некоторое количество крахмальной крупки. Охлаждение и
просеивание крахмала производят на центробежных буратах. Крахмал непрерывно подается внутрь вращающегося цилиндрического барабана, подвергается
ударам планок бичевого барабана, измельчается и просеивается.
Просеянный крахмал пневмотранспортом подают в бункер, а транспортирующий воздух пропускают через циклон, где от него отделяется крахмальная
пыль.
Хранят крахмал в мешках или в силосах, на специальных автоматах его
фасуют в мелкую тару. Крахмал гигроскопичен, поэтому в складских помещениях поддерживают относительную влажность воздуха не более 90 % и температуру не выше 10 °С.
Качество сухого крахмала. Качество сухого картофельного крахмала
должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 53876-2010, который предусматривает выпуск следующих сортов крахмала: экстра, высший, I, II.
Сухой кукурузный крахмал должен отвечать требованиям ГОСТ Р 51985-
2002. Его выпускают высшего и I сортов.
10 Производство крахмальной патоки
Крахмальная патока является продуктом неполного гидролиза крахмала
разбавленными кислотами или амилолитическими ферментами и представляет
собой бесцветную или слегка желтоватую очень вязкую жидкость со сладким
вкусом. Сладость ее от 3 до 4 раз ниже сладости сахарозы. В зависимости от степени гидролиза крахмала патока содержит различное количество глюкозы, мальтозы и декстринов, чем определяется специфичность ее использования в каче-
89
стве дополнительного сырья при получении отдельных видов пищевой продукции.
Патока используется как антикристаллизатор при получении карамели.
Она применяется при варке варенья, фруктовых сиропов, повидла, для загущения ликеров, при производстве мороженого, подслащивания безалкогольных
напитков и улучшения качества хлебобулочных изделий.
10.1 Виды патоки и её качество
В зависимости от назначения крахмальную патоку вырабатывают трех
видов: карамельная (условное обозначение К), карамельная низкоосахаренная
(КН) и глюкозная высокоосахаренная (ГВ). Карамельную. патоку выпускают
двух сортов: высший (КВ) и первый (К1).
Патока классифицируется ив зависимости от ее углеводного состава, который определяют по общему содержанию редуцирующих веществ (РВ). Условно выраженная в глюкозных единицах, эта величина отражает суммарное содержание всех сахаров в сухом веществе патоки. Для карамельной патоки содержание редуцирующих веществ находится в пределах от 38 % до 44 % к массе сухого вещества. В низкоосахаренной патоке должно содержаться от 30 % до 34 %
редуцирующих веществ, глюкозной – от 44 % до 60 %.
При повышенном содержании редуцирующих веществ патока теряет антикристаллизационные свойства. Это глюкозная высокоосахаренная патока. Она
вырабатывается в небольших количествах и применяется при производстве варенья, фруктовых консервов, хлебобулочных изделий и т.д.
Патоку с содержанием редуцирующих веществ ниже 32 % и выше 70 %
не вырабатывают, поскольку в первом случае она мутнеет из-за выпадения декстринов, а во втором начинает выкристаллизовываться глюкоза. Карамельную патоку производят путем гидролиза крахмала соляной кислотой. На некоторых
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]