 |
Технологическая схема получения крахмальной патоки.
|
|
|
|
Технологическая схема получения патоки состоит из следующих стадий:
- подготовка крахмала к гидролизу;
- гидролиз крахмала;
- нейтрализация гидролизатов;
- фильтрование сиропов;
- обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами;
- уваривание жидких сиропов до густых;
- уваривание густых сиропов до патоки и охлаждение патоки.
Подготовка крахмала к гидролизу. Сырье, поступающее на производство патоки, должно содержать минимальное количество примесей, так как они оказывают отрицательное влияние на ход технологического процесса и качество патоки.
Для получения крахмала такого качества необходимо строгое соблюдение технологического режима в конечных стадиях производства сырого крахмала.
Гидролиз крахмала. Первой технологической операцией производства патоки является гидролиз крахмала. Его проводят в присутствии катализатора кислотным, кислотно-ферментативным или ферментативным способом. Для гидролиза применяют крахмальное молоко определенной плотности при тем-ре 140-145°С. В любом случае процесс гидролиза включает стадии клейстеризации крахмала, разжижения крахмального клейстера и его осахаривание. Клейстеризация начинается с ослабления и разрыва связей между макромолекулами амилозы и амилопектина, нарушения структуры крахмальных зерен и образования гомогенной массы с высокой вязкостью. Под действием катализатора длинные цепочки молекул крахмала разрываются. Образуются продукты с различной молекулярной массой (декстрины, мальтоза), вязкость клейстера снижается – происходит его разжижение, идет дальнейший разрыв молекул крахмала вплоть до глюкозы. Содержание редуцирующих веществ в продуктах гидролиза крахмала характеризуется глюкозным эквивалентом (ГЭ). Кислотный гидролиз крахмала проводят в конверторах периодического действия или осахаривателях непрерывного действия. Осахаривание крахмала в конверторе осуществляется периодическим способом, поэтому неизбежны колебания в содержании редуцирующих веществ в получаемой патоке, повышенный расход пара и другие недостатки. Гидролиз целесообразнее проводить в аппаратах непрерывного действия, обеспечивающих равномерность и требуемую скорость процессов нагревания, клейстеризации крахмала и осахаривания гидролизатов, а следовательно, и высокое качество конечного продукта.
|
|
|
Несмотря на дешевизну катализатора и быстроту проведения, кислотный гидролиз крахмала имеет весьма существенные недостатки. Гидролизаты получаются невысокого качества из-за наличия в них продуктов реверсии глюкозы, термического кислотного разложения углеводов, продуктов разрушения белковых примесей крахмала под действием кислоты и высокой температуры и минеральных примесей, которые образуются при нейтрализации кислоты после гидролиза. При кислотном гидролизе крахмала не удается достичь также достаточно полного осахаривания крахмала.
Ферментативный гидролиз крахмала. Для проведения ферментативного гидролиза в суспензию крахмала вводят раствор кальцинированной соды до достижения рН 6…6.5, раствор бактериальной α-амилазы и ее стабилизаторов.смесь подогревают острым паром до 85°С и выдерживают при этой температуре в течение 1.5 ч. Для улучшения фильтрационных свойств гидролизат подогревают до 140°С в течение 5 мин. Затем температуру разжиженного крахмала быстро снижают до 60°С и осахаривают полученный гидролизат препаратами очищенной глюкоамилазы в условиях, оптимальных для ее действия, до достижения требуемого глюкозного эквивалента. При выдерживании осахаренного продукта при 80°С в течение 20 мин глюкоамилазная активность исчезает полностью.
|
|
|
Нейтрализация гидролизатов. Если гидролиз крахмала проводился с помощью кислоты, необходимо провести нейтрализацию гидролизатов.
Цель нейтрализации – прекращение гидролиза крахмала по достижении заданной степени осахаривания, перевод свободных минеральных кислот, недопустимых в пищевых продуктах, в безвредные соли и создание оптимальных условий для последующей очистки сиропов от примесей.
Оптимальная величина рН сиропа обеспечивает устойчивость глюкозы, коагуляцию белков и наилучшие условия обесцвечивания сиропов углями. Нейтрализованный сироп не должен иметь рН ниже 4.5…4.9. Гидролизаты, осахаренные с помощью соляной кислоты, нейтрализуют только содой.
Процесс ведут в специальных нейтрализаторах периодическим или непрерывным способом. Конструкция аппарата должна обеспечивать быстрое смешивание соды с кислотой и улавливание капель сиропа из отходящих паров.
Фильтрование сиропов. Промышленные гидролизаты паточного производства содержат от 0.9 до 1.9% взвешенных частиц. Часть нерастворимых примесей составляет мезга, которая находится в крахмале. Все эти примеси удаляют фильтрованием гидролизатов. Чтобы облегчить процесс фильтрования, некоторую часть примесей предварительно выделяют путем отстаивания сиропов в специальных отстойниках – скиммерах или обработкой их на тарельчатых сепараторах.
Для более полного выделения взвесей гидролизат фильтруют. Осадки в основном состоят из скоагулированных хлопьев белка, легко сжимаемых и труднопроницаемых, поэтому для облегчения фильтрования к сиропу добавляют пористый наполнитель (перлит, диатомит). На большинстве предприятий гидролизаты фильтруют на вакуум-фильтрах или автоматических фильтрах-прессах. Фильтрование проводят при температуре гидролизатов 75…80°С, при этом давление может достигать 0.3…0.5 МПа.
Обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами. После фильтрования паточные сиропы превращаются в прозрачные жидкости желтого цвета. К красящим веществам паточного сиропа относятся продукты гидролиза белков, разложения углеводов, продукты реакции меланоидинообразования и др. наряду с красящими веществами в сиропе присутствуют кислые фосфаты, обуславливающие кислотность патоки, некоторые минеральные вещества, растворимые белки, органические кислоты.
|
|
|
Цель очистки паточного сиропа адсорбентами – это полное его обесцвечивание, устранение запаха и удаление примесей.
В качестве адсорбентов на паточных заводах применяют активированный уголь, который удаляет из раствора красящие вещества, золу, соли железа, коллоидные и азотистые вещества, жир и жирные кислоты.
Уваривание жидких сиропов до густых. Для получения густого сиропа с минимальной цветностью и экономии расхода теплоты сгущение сиропа от жидкого (концентрация 35…40%) до густого (55…57%) осуществляют в многокорпусных выпарных аппаратах под разрежением.
Наибольшее распространение получили выпарные аппараты вертикального типа, как правило трехкорпусные. Перед первым корпусом сироп подогревают до 97°С, температура кипения сиропа в этом корпусе 100°С, соответственно во втором корпусе 86°С, а в третьем – 67.7°С.
Уваривание густых сиропов до патоки и охлаждение патоки. Очищенный густой сироп концентрацией сухих веществ 55…57% уваривают в вакуум-аппаратах до патоки с содержанием сухих веществ не менее 78%.
Для получения патоки высокого качества процесс уваривания ведут при температуре не выше 60°С. Продолжительность процесса уваривания должна быть минимальной (50…55 мин).
Патока, выходящая из вакуум-аппарата, имеет тем-ру 60…70°С. Так как это вязкий продукт, естественное охлаждение идет очень медленно при быстром нарастании цветности за счет образования красящих веществ. Чтобы избежать этого, стремятся быстро (в течение 40…80 мин) охладить ее до тем-ры 40…45°С. Для этой цели используют специальный холодильник.
Затем патоку фасуют и хранят.
Оценка качества патоки.
Качество патоки оценивается по органолептическим и физико-химическим показателям.
Сод-е СВ в патоке - не менее 78%.
Патока классифицируется в зависимости от углеводного состава, который определяется по общему содержанию редуцирующих веществ (РВ). Сод-е РВ в карамельной патоке 38-44%, в карамельной низкоосахаренной – 30-34 и в глюкозной высокоосахаренной – 44-60%.
Температура карамельной пробы – 140-155°С. Не допускается присутствие кислоты, солей тяжелых металлов и механических примесей.
|
|
|
