Тема 6. Крахмалопаточное производство

Крахмалопаточная промышленность вырабатывает из картофеля и кукурузы крахмал, патоку, модифицированные крахмалы, декстрины, кукурузное масло, кристаллическую глюкозу, экстракты и корма. Крахмал и крахмалопродукты используются во многих отраслях пищевой промышленности, в медицине, текстильной, полиграфической, бумажной, а также в непищевых отраслях. Первоначально предприятия, перерабатывающие картофель и кукурузу, получают сырой крахмал, влажность которого 50 - 52%, сырой крахмал на этих же предприятиях перерабатывают в сухой с влажностью для картофельного 20% и для кукурузного 13% или идет на изготовление крахмалопродуктов – патоки, глюкозы, декстринов и др.Технологические схемы получения сырого картофельного и кукурузного крахмала принципиально отличаются одна от другой, в связи с различающимся химическим составом двух видов сырья. Производство сухого крахмала картофельного или кукурузного принципиальных отличий не имеет.

6.1 Производство сырого картофельного крахмала

Картофельный крахмал получают из клубней картофеля. Картофель содержит в среднем (%): сухих веществ – 25; из них крахмала 18,5; азотистых веществ – около 2; клетчатки – 1; минеральных веществ – 0,9; сахаров – 0,8; жира – 0,2; прочие вещества (пентозаны, пектиновые вещества и др.) – 1,6.

Перерабатывают высококрахмалистые сорта картофеля. Так, при повышении крахмалистости только на 1% может быть снижен расход сырья – картофеля на 6%.

После уборки картофеля до переработки его хранят в буртах при температуре не ниже 2 ºС и не выше 8 ºС. При температуре около 0 ºС идет гидролиз крахмала и накопление сахара – этот процесс нежелательный. В настоящее время применяют вентилируемые бурты с активной вентиляцией. По этой технологии потери крахмала в 1,5 раза ниже по сравнению с традиционной технологией. В целях снижения потерь крахмала его хранят в виде полуфабрикатов – картофельную колику или сырой крахмал с использованием консервантов. Производство сырого крахмала из картофеля включает следующие технологические операции: хранение картофеля; доставка картофеля на завод; отмывание картофеля в моечных машинах; взвешивание картофеля; тонкое измельчение картофеля на терочных машинах – получение кашки; выделение клеточного сока из кашки; отмывание свободного крахмала из кашки; выделение и рафинирование крахмального молока; промывание крахмала.

Доставка картофеля на производство осуществляется с помощью гидравлического конвейера, при этом удаляются легкие примеси. Скорость вводно-картофельной смеси 0,75 м/с, расход воды 6 – 7м³ на 1 тонну картофеля.

Мойку картофеля проводят в моечных машинах, продолжительность мойки 10 – 14 мин, расход воды 200 – 400% к массе картофеля. Для учета массы перерабатываемого картофеля отмытые клубни взвешивают на автоматических весах.

Тонкое измельчение картофеля проводят с целью извлечения крахмала из клеток картофельного клубня в клеточном соке в виде крахмальных зерен. Чтобы извлечь его, необходимо вскрыть клеточные стенки. Для этого картофель измельчают на терочных машинах и получают смесь, состоящую из свободного крахмала, разрушенных клеточных стенок (мезги), невскрытых клеток картофеля и клеточного сока. Эту смесь называют кашкой картофельной.

Выделение клеточного картофельного сока из кашки осуществляют на отсадительных шнековых центрифугах. Картофельный сок выделять из кашки необходимо, т.к. он пенится, вызывает коррозию аппаратуры, снижает вязкость крахмального клейстера и белизну крахмала.

В состав сока входят азотистые вещества, безазотистые органические вещества, сахара, минеральные вещества. В числе азотистых веществ сока находится аминокислота тирозин, которая под действием фермента полифенолоксидазы окисляется, образуя темноокрашенные соединения – меланины, которые адсорбируются зернами крахмала. С помощью шнековых осадительных центрифуг отделяют 70% клеточного сока с концентрацией 3,5 – 5%.

В последнее время для выделения картофельного сока используют систему гидроциклонов. На гидроциклонную станцию подается разбавленная тонкоизмельченная картофельная кашка, которая разделяется на крахмальную суспензию и смесь мезги с картофельным соком.

Разработана многоступенчатая станция гидроциклонов, на которой выделяют и очищают крахмал, обескрахмаливают смесь мезги и картофельного сока. Картофельный сок направляют на утилизацию, а кашку – на следующую технологическую операцию – вымывание свободного крахмала.

Рафинирование крахмального молока. После выделения из кашки картофельного сока получают крахмальную суспензию, которая содержит 4 – 8% мелкой мезги, до 1% растворимых веществ. С целью очистки крахмальной суспензии ее подвергают рафинированию. Процесс ведут на ситовых станциях, оборудованных центробежными, дуговыми ситами, применяют гидроциклоны. Задача рафинирования – освобождение крахмала от мезги и получение крахмального молока необходимой концентрации.

Промывание крахмала проводят с целью удаления из рафинированной крахмальной суспензии мелкой мезги, содержание которой составляет до 0,5% в пересчете на сухие вещества. Процесс проводят на дуговых ситах и микрогидроциклонных установках.

Выход сырого крахмала составляет 15,7% к перерабатываемому сырью.

Сырой крахмал в зависимости от содержания в нем влаги подразделяется на две марки: А (влажность 38 – 40%) и Б (влажность 50 – 52%). Крахмал каждой марки делится на три сорта.