Перерабатывая картофель и кукурузу, крахмало-паточные предприятия выпускают сухой крахмал, глюкозу, крахмальную патоку, модифицированные крахмалы, декстрины, глюкозо-фруктозные сиропы и т.д. Крахмал и крахмалопродукты используются в различных отраслях пищевой промышленноси: кондитерской, хлебопекарной, консервной, молочной, пищеконцентратной и др.

Крахмальное производство зародилось в России из домашнего промысла в начале XVIII в. в связи с появлением полотняных фабрик. В начале XIX в. крахмальных фабрик типа мастерских существовало в России несколько десятков. Эти фабрики в качестве сырья использовали пшеницу и отчасти картофель, получивший к тому времени некоторое распространение.

Кукуруза как сырье для получения крахмала стала применяться примерно с середины XIX в.

Первый паточный завод был построен в России в начале XIX в. За границей паточные заводы стали появляться гораздо позже. Толчком для зарождения паточного и глюкозного производства послужили работы члена Российской академии наук академика К. С. Кирхгофа, который, испытывая крахмал как заменитель камеди при получении фарфора, впервые в 1811 г. установил превращение крахмала в глюкозу при кипячении его с разбавленной серной кислотой.

Крахмал представляет собой выделенные из клеток растительных тканей крахмальные зерна.

Сухой крахмал – белоснежная мучнистая масса из крахмальных зерен, содержащая 13–20 % влаги и до 1,6 % примесей.

Крахмал имеет разнообразное применение в производстве пищевых продуктов. Из него вырабатывают саго, патоку и кристаллическую глюкозу. В кондитерском производстве крахмал используется для придания бисквитному тесту пластических свойств и как формовочный материал при отливке помадных и ликерных конфет. В кулинарии с крахмалом готовят кисели, соусы и пудинги.

Крахмал и его производные находят широкое применение в текстильной, бумажной, асбестовой, красочной, полиграфической, обувной, спичечной, парфюмерной, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Для получения крахмала применяют разнообразное сырье: зерно злаковых растений (кукуруза, сорго, пшеница, рис), клубни картофеля, стволы хлебного дерева (пальмы) и т. д.

В РБ в основном получают картофельный и кукурузный крахмал.

1. Картофель как сырье для получения крахмала

Сырьем для производства картофельного крахмала служат наиболее крахмалистые сорта картофеля.

Химический состав картофеля зависит от сорта, климатических, почвенных и других условий его выращивания и колеблется в широких пределах. Средний состав картофеля приведен в таблице 1.

Основная масса заводского картофеля хранится в буртах (аналогичных кагатам для хранения свеклы). Имеющиеся при заводах небольшие склады вмещают картофеля лишь на несколько дней работы завода.

Таблица 1 – Химический состав картофеля

Составные части картофеля	Содержание (в %)
	в картофеле	в сухом веществе картофеля
Вода	75,0	-
Сухое вещество	25,0	100,0
В том числе:
крахмал	18,5	74,0
растворимые углеводы (сахара)	0,8	3,2
клетчатка	1,0	4,0
азотистые вещества (N х 6,25)	2,0	8,0
жиры	0,2	0,8
минеральные вещества (зола)	0,9	3,6
прочие вещества (пектин, пентозаны)	1,6	6,4

Бурты для зимнего хранения оборудуют решетчатыми вентиляционными трубами и утепляют слоем соломы (15–25 см) и земли (50–70 см). Температура картофеля в бурте не должна быть ниже 2 °С и выше 8 °С. В процессе хранения происходит как аэробное, так и анаэробное дыхание, на которое расходуются сухие вещества картофеля. Одновременно с этим под влиянием ферментов происходит превращение крахмала в сахар (гидролиз) и сахара в крахмал (синтез крахмала).

Низкая температура хранения (около 0 °С) приводит к накоплению большого количества сахара в картофеле (до 7–8 % к его массе).

Предприятия, перерабатывающие картофель, обычно работают сезонно, так как длительное хранение картофеля приводит к значительным потерям в нем сухих веществ и особенно крахмала.

2. Технологическая схема производства сырого картофельного крахмала

Основная задача картофелекрахмального производства – максимальное извлечение крахмала в результате разрыва стенок наибольшего числа клеток картофеля и длительная очистка крахмала от загрязнений. Процесс очистки основан на свойстве его не растворяться в холодной воде, на малых размерах крахмальных зерен и их сравнительно большой плотности (плотность сухих крахмальных зерен – 1,65).

Основные стадии технологического процесса картофелекрахмального производства: отделение от картофеля примесей (земли, соломы, камней); измельчение картофеля; выделение клеточного сока из кашки; отмывание свободного крахмала из кашки; рафинирование крахмального молока; выделение и промывание крахмала.

Отделение примеси

Предварительное отделение от клубней земли, соломы, ботвы и камней происходит при гидравлической подаче картофеля в производство. Окончательно же картофель освобождается от примесей в моечном отделении предприятия.

На крахмальных заводах к мойке картофеля предъявляют высокие требования, которым удовлетворяют только моечные устройства комбинированного типа. Комбинированная мойка (рис. 1) представляет собой кирпичный оцементированный или бетонный продолговатый резервуар, разделенный поперечными перегородками различной высоты на восемь камер.

Перемешивают и перемещают картофель вдоль мойки билами 10, укрепленными по винтовой линии на валу, имеющем частоту вращения от 18 до 24 об/мин. В нижней части каждой камеры параллельно оси вала расположены полуцилиндрические решетки из стальных прутьев. Из камеры 2 в камеру 4 картофель перебрасывается ковшовым элеватором 9, установленным в специальной камере 3. Из остальных камер картофель перебрасывается лопастями 11.

В камерах 1 и 2 выше бил находится слой воды, не занятый картофелем, поэтому в них легкие примеси всплывают на поверхность, затем они удаляются. Благодаря большому объему воды и значительному зазору между решеткой и билами здесь легко удаляются и тяжелые примеси. Однако в камерах 1 и 2 клубни картофеля недостаточно соприкасаются и земля от них плохо отмывается.

В камерах 5 и 7 уровень воды проходит по центру вала с билами, поэтому камни и солома отделяются хуже, но земля хорошо отмывается. В комбинированной мойке имеется три сухие камеры (4, 6 и 8), из которых вода, не задерживаясь, стекает в грязевую канаву. Продолжительность пребывания картофеля в мойке 10–14 мин. В зависимости от характера загрязнения картофеля на мойку расходуют от 200 до 400 % воды к его массе.