Технологическая схема получения сырого кукурузного крахмала

Сырьем для производства крахмала служит зерно кукурузы. Содержание крахмала в нем составляет 70 % к массе сухих ве­ществ.

Кроме крахмала в нем содержатся такие ценные в пищевом отношении вещества, как белок (10...13 %) и жир (6,5 %), для выделения которых применяются специальные методы и обору­дование, что, с одной стороны, усложняет кукурузокрахмальное производство, а с другой — позволяет выпускать важные для на­родного хозяйства страны дополнительные продукты — сухие концентрированные белковые корма, кукурузное масло и куку­рузный экстракт.

Принципиальная технологическая схема производства сырого кукурузного крахмала включает следую­щие основные операции: замачивание кукурузного зерна, дробление зерна, выделение зародыша, помол кукурузной кашки, отцеживание и промывание на ситах мезги и зародыша, выделение крахмала из крахмалобелковой суспензии, промывание крахмала.

Замачивание кукурузного зерна. Очень важная технологичес­кая операция. От нее зависит выход конечного продукта. В эндосперме зерна крахмал прочно удерживается кукурузным бел­ком — глютеном. Цель замачивания — размягчение зерна для ос­лабления и разрыва связей между белком и крахмалом, эндос­пермом и зародышем и выведение из зерна в замочную воду большей части водорастворимых веществ, затрудняющих выделе­ние и очистку крахмала.

Для замачивания зерна используют слабый раствор сернистой кислоты (концентрация SО2 в воде 0,15...0,20 %), чтобы исклю­чить прорастание зерна и развитие микроорганизмов.

В процессе замачивания зерна (48...50 ч) происходят различ­ные физико-химические и биохимические процессы. Зерно на­бухает. Под действием кислоты оболочки зерна становятся про­ницаемыми. Водорастворимые вещества - сахара, декстрины, аминокислоты, частично белки, пектиновые веществ и т.п. переходят в замочную воду.

Что происходит биохимически? Чтобы реакции шли быстрее и повышалась скорость диффузии химических соединений замачивание ведут при повы­шенной температуре (48...50 °С).

К концу замачивания фермен­ты почти полностью инактивируются, а из микроорганизмов остаются только термофильные молочнокислые бактерии. Они сбра­живают сахара до молочной кислоты. Молочная кислота, в свою очередь, способствует размягчению зерна. Всего в замоч­ную воду переходит около 6,5 % сухих веществ зерна, из них примерно 70 % (от общего содержания в зерне кукурузы) мине­ральных веществ, 42 % растворимых углеводов и около 16 % азотистых веществ. При этом зародыш теряет около 60 % своей массы, эндосперм — около 13...14 %.

Весь процесс замачивания зерна ведут в батарее замочных чанов методом противотока, позволяю­щим полнее извлечь растворимые вещества из зерна и получить более концентрированный экстракт.

Кукурузное зерно после замачивания может содержать неко­торое количество механических примесей, которые необходимо отделить. Для этой цели используют гидроциклоны, размер кото­рых определяется мощностью предприятия.

Дробление зерна. Кукурузное зерно дробят так, чтобы отде­лить зародыш, не повредив его. Зародыш — ценная составная часть зерна, содержание жира в нем составляет 55 % на сухое вещество. Чтобы полнее выделить зародыш, зерно дробят на дисковых дробилках дважды. При первом дроблении освобожда­ется 75...85 % зародыша и 20...25 % крахмала, при втором -15...20 % зародыша и еще 15...19 % крахмала. После первого дробления кашку процеживают на дуговых ситах и направляют в гидроциклоны для выделения зародыша. Из гидроциклонов кашка поступает на второе дробление.

Выделение и промывание зародыша. Кашка, полученная после первого и второго дроблений, содержит зародыш, оболочки зерна, крахмал, глютен и водорастворимые вещества. Необходимо мак­симально извлечь зародыш из кашки вместе с суспензией крахма­ла, затем отделить его от суспензии ситованием и далее промыть на ситах для полного удаления свободного крахмала. Для выделе­ния зародыша используют гидроциклонные установки.

Помол кукурузной каш­ки. Полученная после от­деления зародыша кашка представляет собой смесь крупных частиц оболочек зерна, свя­занных с эндоспермом, дробленого чистого эндосперма, свобод­ного крахмала и белка. Для полного высвобождения крахмала кашку подвергают тонкому измельчению, предварительно отце­див на дуговых ситах свободный крахмал, глютен и часть мелкой мезги. Полученное крахмальное молоко дважды пропускают через капроновые сита № 64...70 и направляют на рафинирование, а сходы — на измельчение.

Тонкий помол кукурузной кашки осуществляют на измельча­ющих машинах ударного действия марок РЗ-ПМ2-К-150 и ПМК-50.

Промывание суспензий. На современных заводах проводят многократное промывание продукта по принципу противотока, что позволяет минимальным количеством жидкости отмыть мак­симум свободного крахмала.

Отцеживание крупной мезги и ее трехкратное промывание проводят на дуговых ситах с отверстием диаметром 0,5...0,6 мм. Промытая крупная мезга не должна содержать свободного крах­мала более 1,5 %.

Мелкая мезга отделяется на капроновых ситах, четырехкратно промывается и поступает на механическое обезвоживание. Со­держание свободного крахмала в ней не должно превышать 4 %. Крахмальное молоко поступает на двукратное рафинирование на дуговых .

Выделение крахмала из крахмалобелковой суспензии. Рафини­рованное крахмальное молоко содержит И... 14 % сухих веществ, из них 88...92 % составляет крахмал, 6...10 % —белок (глютен), 0,5...1,0 % — жир, 2,5...5 % —растворимые вещества, 0,1 %-мелкая мезга, 0,2...0,4 % — зола; рН 3,8...4,2.

Глютен содержится в молоке в виде взвешенных частиц раз­мером 1...2 мкм, плотность его значительно ниже плотности крахмальных зерен. На этом свойстве и основано их разделение. В настоящее время выделение крахмала из крахмалобелковой суспензии проводят на специальных центробежных сепараторах.

Получение и использование побочных продуктов из кукурузы.

Зародыш. В зерне кукурузы содержится 5...6 % (к массе сухих веществ) жира. Почти весь он сосредоточен в зародыше. Выход зародыша составляет 6...7 % к массе безводной кукурузы.

Сырой зародыш сушат до содержания влаги 2,0...2,5 %, из­мельчением на вальцовых станках марки ЗМ получают мятку, а затем подвергают первому прессованию на шнековых прессах. Выделенное масло поступает на рафинирование, оставшийся после прессования жмых дробят, подогревают на жаровнях и вторичным прессованием дополнительно выделяют из него масло. Выход масла составляет 2,8...3,3 % к массе безводной кукурузы.

Кукурузный экстракт. При замачивании зерна ку­курузы получают кукурузный экстракт с содержанием сухих ве­ществ 8...9 %, затем его упаривают до содержания сухих веществ 35...40 % и используют при производстве кормов.

Кукурузный экстракт используют также при производстве антибиотиков и при получении хлебопекарных прессованных дрожжей. Для этих целей его предварительно упаривают до со­держания сухих веществ 50 %.

Глютен. При выделении крахмала из крахмалобелковой суспензии на тарелочных сепараторах в качестве жидкого схода получают белковую суспензию с содержанием сухих веществ около 1 %. Полученную суспензию разделяют на специальном оборудовании на частично сгущенный глютен и хорошо освет­ленную глютеновую воду. Окончательное сгущение глютена (до 12 % сухих веществ) ведут на центробежных сепараторах марки ПРП. Далее глютен механически обезвоживают на вакуум-фильтрах или фильтрах-прессах. После вакуум-фильтров содер­жание влаги в глютене составляет 68...72 %, после обезвожива­ния на фильтрах-прессах — 64...68 %. Глютеновую воду исполь­зуют для различных технологических целей.

Корма. Для получения кормов используют жмых (остаток после извлечения из зародыша масла), крупную и мелкую мезгу, сечку (измельченное зерно), стержни початков кукурузы, глютен и экстракт. Мезгу и глютен предварительно механически обезво­живают до содержания сухих веществ 35...42 %. Жидкий кукурузный экстракт сгущают до концентрации сухих веществ 30...35 %. При производстве кормов используют также фильтрационные осадки, которые получают при производстве патоки и глюкозы. Все компоненты смешивают в определенном соотношении, высу­шивают до содержания влаги 12 %, просеивают, отделяют ферро-примеси и отправляют на склад. Сухой кукурузный корм должен отвечать требованиям соответствующих ТУ и содержать белка 18...19 %, крахмала 18...25, жира 7...9, золы 1...4 %.