Модифицированный крахмал

У картоплі міститься від 10 до30мг% вітаміну З, небагато вітамінів групи У і каротиноїдів. Зола картоплі становить від 0,4 до 1,9 %, у ній переважають сполуки калію (72 %), фосфору (20 %), і навіть містяться натрій, кальцій, магній і залізо. Приблизно 75 % зольних сполук розчиняються у води та під час виробництва крохмалю губляться зі стічними водами, частина нерозчинних сполук залишається вмезге, частина — псевдомодифікований крохмаль, впливаючи на в'язкість іклеящую здатність крохмального клейстеру.

Принципова технологічна схему одержання сирого картопляного крохмалю (рис. 1) складається з таких етапів: зберігання картоплі; доставка картоплі на цей завод; мийка , картоплі; зважування картоплі; тонке здрібнення картоплі — отримання кашки; виділення картопляного соку з кашки; виділення вільної крохмалю з кашки; відділення і промиваннямезги; рафінування олії крохмального молока; промивання крохмалю.

Збереження картоплі

Підприємства, переробні картопля, працюють сезонно. До подачі виробництва картопля бережуть у буртах за нормальної температури 2...8 °З. На зберігання закладають лише здорові бульби. При зберіганні картопля дихає. Зберігати картопля понад 5-7 міс. недоцільно, оскільки усе веде до значних збитків сухих речовин, зокрема крохмалю.

>Рис. 1. Принципова технологічна схему одержання сирого картопляного крохмалю

 Доставка, мийка і зважування картоплі

Картопля подають у виробництво з допомогою гідравлічного транспорту.

Процесу мийки картоплі надається дуже велике значення, оскільки домішки (пісок, каміння, солома) ускладнюють роботу устаткування й можуть викликати поломку. З іншого боку, наступних стадіях технологічного процесу картопля не очищають від шкірки й частки землі і піску, решта лежить на поверхні картоплі, надалі можуть перейти в крохмаль і знизити їхню якість. Картопля миють в мийних машинах комбінованого типу. У камерах із високим рівнем води відокремлюють солому та інші легкі домішки, в камерах з низькому рівні води видаляють землю; в сухих камерах вода, не затримуючись, стікає в грязьову канаву.Моечние машини обладнаніботво-,песко- ікамнеловушками. У великих заводах стала вельми поширеною отримала мийна машинаКМЗ-57М. Тривалість процесу мийки у ній становить 10... 14 хв, витрата води — 200...400 % до масі картоплі. Для урахування безлічі переробленого картоплі виробляється зважування відмитих бульб на автоматичних вагах із відкидним днищем, наділених спеціальним лічильником, реєструючим масу зваженого картоплі наростаючим результатом.

 Измельчение  картоплі на терткових машинах  — отримання кашки

>Крахмал міститься  всередині клітин картоплі як  крохмальних зерен. Щоб витягти  його, необхідно розкрити клітинні  стінки. І тому картопля подрібнюють  на терткових машинах.Крахмал, звільнений  з розірваних клітин, називають  вільним, крохмаль, залишений у нерозірваних клітинах, — пов'язаним. Продуктивність терткових машин від 0,7 до 6 т картоплі за годину. Ефективність роботикартофелетерочной машини залежить від окружної швидкості барабана.Терочние машини з окружної швидкістю близько 50 м/с забезпечують високий коефіцієнт подрібнення картоплі.

>К=А-100/(А+В),

де А —зміст вільного крохмалю в кашці, %; У —зміст пов'язаного крохмалю в кашці, %.

На сучасних підприємствах коефіцієнт подрібнення сягає 85...95 %, зокрема 79...85 % з першого подрібнюванні і 6...10% при повторному подрібнюванні (>перетир). За першого подрібнюванні картоплі використовують пилки з висотою зубів 1,5...1,7 мм, при повторному подрібнюванні картопляним кашки — пилки з висотою зубів 1,0 мм.

Рафинирование крохмальної суспензії

Після виділеннямезги наситових апаратах чигидроциклонах крохмальна суспензія містить певна кількість дрібноїмезги (4...8 %), водорозчинних речовин (0,1...0,5%) і дуже розведеного картопляного соку. Тому її піддаютьрафинированию. І тому використовують відцентрові сита,гидроциклони чи дугові сита. Концентрація крохмальної суспензії, котра надходить на рафінування олії, мусить бути 12...14%, а рафінованої суспензії — 7...9%.

>Рафинирование  крохмальної суспензії на відцентрових  ситах проводять у два щаблі, потім утворену піну гасять на спеціальному устрої, пісок видаляють нагидроциклонах. Отримана в такий спосіб згущена суспензія крохмалю вступає угидроциклони для промивання і осадження крах мала. Цю операцію проводять у три щаблі, далі крохмаль збезводнюють навакуум-фильтрах і висушують. Принцип діїгидроциклона простий.

>Крахмальное молоко  під тиском 0,15МПа вступає угидроциклонтангенциально  дотично по трубі 1, у своїй  поступальний рух продукту без  ударів і завихрень перетвориться  у обертальне, розвивається велика  відцентрова сила під впливом якої важкі частки (крохмаль) відкидаються на внутрішню поверхню конуса і сповзають вниз, до дюзу згущеного сходу 3. Легка фракція продукті (рідкий сход) витісняється згущеної фракцією, піднімається до дюзу рідкого сходу 2 і виводиться потім із нього.Габаритние розміримикрогидроциклонов залежить від розмірів частинок, поділюваної суміші. Укартофеле-крахмальном виробництві застосовуютьмикрогидроциклони з внутрішнім діаметром циліндричною частини 20 мм, заввишки конуса 92 мм кутом конуса близько 12-ї°. Діаметр вхідного круглого сопла 3,3 мм.

Продуктивність одногомикрогидроциклона невелика, тому їх об'єднують вмультициклони — батареїгидроциклонов, які з великої кількості паралельно працюючихмикрогидроциклонов.

>Рафинирование  крохмальної суспензії робити на дугових ситах.Слабонапорноедуговое сито маркиРЗ-ПРД складається зситовой поверхні 3, укріпленої на рамці, вставленої до корпусу 1. Продукт під невеликим тиском через живильник 2 надходить згори донизу наситовую поверхню.Крахмальная суспензія проходить крізь сито і збирається у корпусі 1, а оболонь сповзає в нижню частинаситовой поверхні і є виводиться потім із нього. Процес рафінування крохмальної суспензії ведуть у два щаблі.

>Мелкуюмезгу промивають  на ситах у трьох щаблі. Щоб  самому отримати крохмальне молоко досить високої концентрації, наситовой станції заводу багаторазово використовують розведену крохмальне молоко, а процес ведуть за принципомпротивотока.

Вихід і коефіцієнт вилучення крохмалю. Ставлення отриманого крохмалю до масі переробленого сировини, виражене у відсотках, називають виходом картопляного крохмалю. Вихід крохмалю залежить з його вмісту уперерабативаемом сировину й втрат, освічених змезгой і стічними водами. У середньому вихід крохмалю дорівнює 15,7%, втрати крохмалю становлять 2,8 %. Ставлення маси отриманого крохмалю до масі крохмалю, що міститься в переробленому сировину, виражене у відсотках, називається коефіцієнтом вилучення крохмалю. Він просто складає 82...88 %, у ній оцінюють якість роботи заводу.

1.2 Одержання  сухого крохмалю 

Сухий крохмаль — це готову продукцію крохмалень, який добре зберігається і транспортується, не змінюючи своїх властивостей.Равновесная волога сухого картопляного крохмалю 20 %, кукурудзяного— 13%. Зміст вологи в сиром крохмалі 52%, причому частку вільної вологи доводиться 12...15%, часткусорбционно пов'язаної— 35...38 %. Теплове опрацювання крохмалю за підвищеної вихідної вологості можуть призвести до значних змін його властивостей:растрескиванию крохмальних зерен, частковоїклейстеризации крохмалю, втрати блиску, зниження в'язкості крохмального клейстеру. Тож сушіння крохмалю ведуть у умовах, неприпустимих його перегріву.

Принципова технологічна схема виробництва сухого крохмалю складається з таких операцій: підготовки суспензії крохмалю до механічного видалення надлишкової вологи; механічного зневоднення крохмалю; сушіння й оздоблення сухого крохмалю (роздрібнення, просіювання і запаковування).

Підготовка суспензії крохмалю до механічного видалення надлишкової вологи. Сирий крохмаль розводять водою й отримують крохмальне молоко із вмістом 12...14 % сухих речовин, потім на ситах відокремлюють великі механічні домішки, які можуть потрапити при транспортуванні і навантаженні. Далі суспензію обробляють на капронових ситах видалення дрібноїмезги ігидроциклонах відділення піску. Очищений крохмаль як крохмальної суспензії концентрацією 36...38 % направляють у цех щоб одержати сухого крохмалю.

Механічне зневоднення крохмалю. Сприяє економії витрати теплоти на сушіння й отримання готового продукту високої якості. З цією метою використовують фільтруючі горизонтальні безупинно діючі центрифуги (>ФГН) чивакуум-фильтри. Після центрифугування зміст вологи в картопляному має бути 36...38 %.

Сушіння крохмалю.Крахмал сушать в сушарках різних систем, використовуючи як теплоносія підігрітий повітря. Найбільшого поширення набула отримали пневматичнісушильние установкиПС-15 (рис.3), у яких забезпечується хороший контакт крохмалю з теплоносієм. Оскільки процес сушіння протікає нас дуже швидко, сушарки дістали назву сушарок миттєвого дії.Обезвоженний на центрифугах крохмаль черезсмеситель-питатель 4 вступає урихлитель 3, де змішується із гарячою повітрям, попередньо очищеним в фільтрі 1 і підігрітим вкалорифере 2. за рахунок вакууму, створюваного вентилятором,крахмаловоздушная суміш піднімається до труби 5, де відбувається висушування.Недосушенние грудочки крохмалю повертаються досмеситель-питатель -/через кишеню 6.Висушенний крохмаль осаджується ваероциклонах 7 і крізь шлюзові затвори 8 вступає у збірний свердло 9 ібурат 10, який транспортує повітря очищається вскрубберах 11 і видаляється з сушарки. Обличкування сухогокрахмелз З сушарки крохмаль випестить температурою 55...60 °З повагою та подається у спеціальнийбурат-охладитель.Охлажденний крохмаль вступає убункер-смеситель, потім у відцентровийбурат для руйнації основної маси грудочок крохмалю, які утворилися у процесі сушіння. Далі крохмаль просівається в призматичномубурате і робить на фасування.Сходи збуратов (незруйновані грудочки крохмалю) направляють у млин для подрібнення і наступного просіювання. Цей крохмаль оцінюється вже проводяться як крохмаль II сорти. Отриманий сухий картопляний і кукурудзяний крохмаль повинен відповідати вимогам відповідних Держстандартів.

рис.3. Схема пневматичною сушильною установкиПС-15

Одержання модифікованих крохмалів 

Для різних галузей промисловості крім звичайного сухого крохмалю з картоплі і кукурудзи випускають крохмалі з зміненими природними властивостями, звані модифіковані крохмалі. Такі крохмалі отримують з допомогою фізичних, хімічних і біохімічних впливів на вихідний крохмаль. У процесі обробки нативний крохмаль зазнає такі основні перетворення: розщеплення (>деполимеризация)полисахаридних компонентів крохмалю зі збереженням чи ні збереження зернистої структури; збільшення кількості існуючих чи поява нових функціональних груп; перебудову структурнихполисахаридних ланцюгів, що супроводжується розщепленням полісахаридів крохмалю; взаємодія гідроксильних груп крохмалю з різними хімічними речовинами із заснуванням ефірних зв'язків і приєднанням їх залишків; одночасну полімеризаціюсахаридов з крохмалю та інших мономерів (>сополимеризация) із заснуванням нових сполук, ланцюга яких складаються з різнорідних ланок (>сополимеров). Якщополимеризуются не мономери, а великі однорідні ділянки їх ланцюгів (блоки), продуктом синтезу єблок-сополимери. Модифіковані крохмалі одержують у результаті одного, двох і більше зазначених перетворень, які можуть опинитися протікати одночасно чи послідовно.

За характером змін все модифіковані крохмалі умовно ділять на дві групи: розщеплені і заміщені крохмалі (ефіри ісополимери крохмалю).

Расщепленние крохмалі

Ці крохмалі називають щежидкокипящими, оскількиклейстери таких крохмалів мають низьку в'язкість.Крахмали цієї групи отримують шляхом розщепленняполисахаридних ланцюгів, впливаючи на крохмаль кислотою, окислювачами,амилазами, деякими солями тощо. буд. Через війну зазначених впливів відбувається хаотичне чи спрямоване розщепленняглюкозидних та інших зв'язків, зменшується молекулярна маса, виникають внутрішні імежмолекулярние зв'язку, з'являються новікарбонильние ікарбоксильние групи. Може відбуватися часткове порушення вікової структури зерен крохмалю.Расщепленние крохмалі знаходять дуже широке застосування. Наприклад, крохмалі, модифіковані кислотою, вирізняються високою розчинність, вони утворюють рідкий і прозорий клейстер, здатний при охолодженні давати міцний холодець. Такий крохмаль використав поліграфії припроклейке папери підвищення якості пресі й зростання її міцності, у харчовій промисловості — на приготуванняжелейних цукерок, східних солодощів та інших продуктів, соціальній та хімічних аналізах як індикатор.

>Окисленние  крохмалі.

Їх отримують шляхом на крохмальперманганатов,пероксидов, йодної кислоти і його солей та інших сполук. Через війну взаємодій з переліченими сполуками відбуваєтьсягидролитическое розщепленняглюкозидних зв'язку з освітоюкарбонильних груп, окислювання спиртових груп укарбонильние, потім укарбоксильние. Ступінь окислення залежить та умовами проведення реакції і витрати реагенту. Ці крохмалі також відрізняються здатністю давати рідкіклеистери із високим стабільністю при зберіганні. При окислюванні картопляного чи кукурудзяного крохмалюперманганатом калію у кислому середовищі отримують крохмаль, вживаний у як замінник агару чи пектину у виробництві кондитерських виробів, стабілізатора у виробництві морозива, продуктів молочної іпищеконцентратной промисловості. Його застосовують й у текстильної промисловості. З використанням як окислювачабромата калію, перманганату калію ігипохлорита кальцію отримують крохмаль з невисокою ступенем окислення. Такий крохмалем послуговуються в хлібопеченні. Він покращує фізичні властивості тесту, підвищуєгазоудерживающую здатність, дозволяє скоротити час бродінняопари, у своїй якість хліба поліпшується: збільшується об'ємний вихід, поліпшується структурапористости м'якушки, сповільнюється процесочерствения хліба.Окисленние крохмалі знаходять також широке використання у паперову промисловість дляпроклейки папери, в пралень — дляподкрахмаливания білизни, у будівничій промисловості — для ізоляційних матеріалів.