Оборудование крахмало-паточных заводов.
Заготовка, хранение, отделение посторонних примесей, отмывание, взвешивание в картофеле-крахмальном производстве на оборудовании и таким же способом как и в свеклосахарном производстве, за исключением того, что картофель хранится не в кагатах, а в буртах (полуподземных траншеях), укрываемый сверху землёй. В случае производства крахмала или крахмалопродуктов из кукурузы, кукуруза хранится или в виде початков или в виде зерна в элеваторах. В отличии от сахарозы крахмал – полисахарид, поэтому размеры молекул сахарозы и крахмала на сопоставимы между собой, поэтому извлечение частиц крахмала носит принципиально другой характер. При получении сахарозы в свеклорезках важно не повредить стенку клетки, и провести процесс экстракции молекулы сахарозы через полупроницаемую перегородку, то в крахмальном производстве необходимо провести процесс с наибольшим разрушением стенок клеток. Процент разрушенных клеток определяется по формуле:
,
где А – масса свободного крахмала в 100 г кашки;
В – масса связанного крахмала.
Наиболее распространённой машиной для измельчения картофеля является картофелетёрка СТМ-60, СТМ-100м тёрки производства ПНР. Картофелетёрка данного типа состоит из металлического кожуха, в котором вращается барабан по конфигурации похожий на катушку. На наружной стенке этого барабана укладывается металлические прокладки, а между ними помещаются измельчающие пилки, напоминающие ножовочное полотно. Прокладки сжимаются с помощью клиньев бандажей. Тёрка снабжена двумя чугунными стальными колодками. Регулирование зазора между барабаном и колодками осуществляется двумя маховиками. Окружная скорость вращения барабана 50 м/с, степень измельчения клеток – 93 %. Производительность такой марки 4,5 т картофеля в час.
При одинарном истирании образуется большое количество очень мелкой мезги, что способствует большим потерям крахмала в ней, поэтому рекомендуется проводить измельчение в две ступени:
грубое измельчение, когда разрывается 75-80% клеток;
перетирание – тонкое измельчение, измельчается до 95 % клеток.
по мере износа пилок снижается производительность тёрки и ухудшается качество измельчения, поэтому 1-2 раз в сутки работающий барабан сменяется на новый.
Измельчение зерна кукурузы (грубое) производится на дисковых дробилках марки ДДК. Она состоит из корпуса, неподвижного диска, прикреплённого к стене, и подвижного диска на валу. Рабочий орган – диски, на рабочей поверхности которых расположены пирамидальные пальцы. Расстояние между пальцами такое, что они пальцы подвижного диска заходят в промежутки между неподвижными.
Дробление зерна происходит главным образом в результате ударов по зерну пальцев подвижного диска и ударов зёрен о пальцы неподвижного диска. Регулирование дробления осуществляется с помощью изменения расстояния между пальцами подвижного и неподвижного дисков.
Дробление кукурузного зерна производится, как правило, в две ступени. Производительность на первой ступени 160 т/сут, а на второй – 240 т/сут, число оборотов – 980 об/мин, диаметр диска – 600 мм.
Более тонкое измельчение зерна после дробилок производится или на жерновых поставах, которые состоят из неподвижного камня – лежня и верхнего вращающегося – бегуна. На рабочих поверхностях нижнего и верхнего камня с помощью металлического зубила делаются насечки.
Кашка попадая в пространство между камнями истирается. Поднимая или опуская верхний подвижный камень низкой степени измельчения, однако, время работы камня не велико. Необходимо восстанавливать насечки. Работа трудоёмкая длительная, поэтому в настоящее время и тонкое измельчение кашки производится на измельчающих машинах типа ПМК или РЗ-ПМШ, основными рабочими элементами которых являются два вращающихся в разные стороны ротора с расположенными на их рабочей поверхности ударными пальцами. При большой скорости вращения и соприкосновении зерна с пальцами, частицы зерна испытывают очень сильный удар, и зёрна крахмала высвобождаются.
Вымывание зёрен крахмала из кашки.
Дальнейшими операциями при производстве крахмала из кукурузной или картофельной кашки является отделения зёрен крахмала от клеточного сока и мезги. Все эти операции основываются на гравитационном разделении путём или отстаивания, что крайне неэффективно, или разделения за счёт центробежной силы на барабанных струйных ситах, лопастных ситах, осадительных центрифугах и дуговых ситах. Для более глубокого разделения примесей и зёрен крахмала применяются сепараторы. В отличии от центрифуг сахарного производства центрифуги крахмало-паточного производства имеют горизонтальный вал, два вращающихся с разной скоростью ротора, в которых процесс разделения идёт непрерывно. Центробежные лопастные сита по своей конструкции аналогичны центробежным насосам, на рабочих лопастях которого смонтированы сита, сквозь которые крахмал в виде крахмального молока отделяется от посторонних примесей. Дуговые сита просты по конструкции.
Последней операцией является очистка крахмального молока от всевозможных мельчайших примесей. Для этого крахмал неоднократно размешивается с чистой холодной водой и направляется на гидроциклоны. Число ступеней очистки может достигать семи. Полученный на последней станции крахмал может направляться на обезвоживание, а затем на сушку.
При производстве крахмальной патоки или глюкозы очищенное крахмальное молоко поступает или в конверторы (кукурузное), где смешиваются с определённой дозой соляной кислоты, под давлением происходит гидролиз крахмала на моносахара.
Конвертор представляет собой вертикальную ёмкость, выполненную из кислотоупорного металла, работающую под давлением до 3 атм. (130 ºС). Полученный гидролизат нейтрализуется от остатков кислоты раствором пищевой соды, фильтруется на ФД и направляется на сгущение на такую же выпарную установку, как и в сахарном производстве. Сироп сульфитируется, фильтруется и направляется на сгущение в вакуум-аппараты. С вакуум-аппаратов получается карамельная патока. При производстве кристаллической глюкозы идёт такая же кристаллизация, такое же центрифугирование и такая же сушка.