1.2. Разваривание крахмалсодержащего сырья

Основная цель разваривания — разрушение клеточной структуры и растворение крахмала сырья. В растворимом состоянии крахмал легко осахаривается ферментами. Зерно и картофель разваривают паром при избыточном давлении. При тепловой обработке происходят сложные структурно-механические, физико-химические и химические изменения сырья. При нагревании с водой белки набухают и денатурируют, крахмал клейстеризуется и переходит в коллоидный раствор. С постепенным нарастанием температуры клейстеризованный крахмал разжижается и вязкость среды резко уменьшается. При выходе разваренной массы из варочного аппарата вследствие перепада давления от избыточного к атмосферному клеточная структура сырья разрушается и оно превращается в однородную массу.

Химические изменения, происходящие при разваривании, связаны с увеличением содержания Сахаров и декстринов в связи с частичным кислотным и ферментативным гидролизом крахмала, с образованием пептидов и аминокислот при гидролитическом расщеплении белков, с разложением гексоз и пентоз до Фурфурол содержащих веществ. В результате взаимодействия са-харов и аминокислот при нагревании идет меланоидинообразование. При термическом разложении простых углеводов образуются также карамели, в состав которых входят ангидриды сахаров, темноокрашенные и другие малоизученные соединения; повышается кислотность среды.

Меланоидины и карамели дрожжами не сбраживаются. Суммарные потери сбраживаемых веществ (в том числе и от неполноты растворения крахмала) в ходе разваривания картофеля и зерна составляют 2,5...4 %.

Замес или картофельная кашка температурой 45...50 °С подается в подогреватель, подогревается паром до 75...85 °С, затем поступают в контактор-подогреватель, где подогрев среды ведут острым паром при избыточном давлении 0,8 МПа. Замес кукурузы подогревают до 175...180 "С, остальных зерновых культур —до 168... 170, картофельной кашки —до 165... 166 °С. Время разваривания 2...3 мин. В результате перепада давлений температура зернового замеса на выходе из разварника составляет 145...155 °С, а картофельной кашки — 145...152 °С. Разваренная масса поступает в паросепаратор-выдерживатель ,, откуда через конденсатор после охлаждения до температуры 58...60 "С благодаря созданию вакуума масса направляется в оса-хариватель. В последний в качестве осахаривающих материалов подают растворы ферментных препаратов (Ф) и солодовое молоко. Осахаренную массу подают в теплообменник. Охлажденное до температуры 24...26 °С сусло (О) поступает в бродильное отделение.

1.3. Осахаривание крахмалсодержащего сырья

Крахмал разваренного сырья осахаривают солодовым молоком или ферментами плесневых грибов. Одновременно при участии протеолитических ферментов происходит гидролиз белков до легко усвояемых дрожжами аминокислот и пептидов. В разваренной массе крахмал находится в растворенном состоянии (90 %) и в виде крахмального клейстера (10 %).

Осахаривание разваренной массы осуществляют преимущественно непрерывным способом при определенных условиях: температуре, рН среды, концентрации субстрата и осахаривающего материала. В ходе осахаривания около 67 % крахмала превращается в мальтозу и 33 % — в декстрины, которые при брожении доосахариваются ферментами среды в сбраживаемые сахара. Осахаренную массу называют суслом. Процесс осахаривания включает охлаждение разваренной массы, смешивание массы с осахаривающим материалом, осахаривание и охлаждение сусла.

При осахаривании в одну ступень разваренная масса непрерывно поступает в осахариватель — цилиндрический стальной аппарат вместимостью 3...5 м³, оборудованный мешалкой и змеевиком для подачи воды. В осахаривателе масса охлаждается до 57...58 "С в течение не менее 10 мин. Одновременно с охлаждением в аппарат задают 16...18 % солодового молока от объема разваренной массы. Осахаренная масса непрерывно отводится из осахаривателя через теплообменник, в котором охлаждается до 20...24 °С, в бродильное отделение.