Технология получения сырого кукурузного крахмала.

Принципиальная технологическая схема производства сырого кукурузного крахмала включает следующие 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. Это важнейшая технологическая операция, от которой 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 0.15-0.2%), 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, что ускоряет переход водорастворимых веществ – сахаров, декстринов, аминокислот, частично белков, пектиновых веществ в замочную воду.

Для ускорения химических реакций и повышения скорости диффузии химических соединений замачивание ведут при повышенной температуре – 48…50°С.

Процесс замачивания ведут в батарее замочных чанов методом противотока замачивающей воды и находящегося в аппаратах зерна.

Кукурузное зерно после замачивания может содержать некоторое количество механических примесей, которые необходимо отделить. Для этого 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 1 дроблении освобождается 75-85% зародыша и 20-25% крахмала, при 2 – 15-20% зародыша и еще 15-19 % крахмала. После 1-го дробления кашку процеживают на дуговых ситах и направляют в гидроциклоны для выделения зародыша. Из гидроциклонов кашка поступает на 2-е дробление.

Выделение и промывание зародыша. Кашка, полученная после 1-го и 2-го 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 широко 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.

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 ситах.

Выделение крахмала из крахмалобелковой суспензии. Рафинированное крахмальное молоко содержит 11-14% сухих веществ, из них 88-92% составляет крахмал; 6-10%- белок (глютен); 0.5-1% - жир; 2.5-5% - растворимые вещества; 0.1% - мелкая мезга; 0.2-0.4% - зола.

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 их крахмалобелковой суспензии проводят на специальных центробежных сепараторах. Чтобы выделить весь глютен, обработку крахмального молока ведут на нескольких последовательно установленных сепараторах.

Промывание крахмала. Крахмальное молоко после отделения глютена еще содержит некоторое количество примесей. Поэтому крахмал дополнительно промывают на вакуум-фильтрах в две или три стадии.

Промытый крахмал содержит (% на сухое вещество):

чистого крахмала 98.4 -98.7 и примесей (белок, жир) 1.3 – 1.6. его используют для производства сухого крахмала, крахмальной патоки, кристаллической глюкозы, модифицированных крахмалов и декстрина.

В зависимости от качества сырья, технической оснащенности завода и схемы производства выход крахмала на предприятии по производству сырого кукурузного крахмала колеблется от 60 до 66.6% от массы безводной кукурузы. Коэффициент извлечения крахмала составляет 86…93.5%.

3. Технологическая схема получения сухого крахмала.

Получаемые на предприятиях сырой картофельный и кукурузный крахмалы не подлежат длительному хранению, поэтому значительная их часть поступает в цеха для высушивания или для переработки в другую продукцию.

Сухой крахмал – это готовая продукция крахмальных заводов, он хорошо хранится и транспортируется, не изменяя своих свойств. Влага сухого картофельного крахмала 20%, кукурузного – 13%.

Тепловая обработка крахмала при повышенной исходной влажности может привести к значительным изменениям его свойств: растрескиванию крахмальных зерен; частичной клейстеризации; утере блеска; снижению вязкости крахмального клейстера. Поэтому процесс сушки крахмала ведут в условиях, не допускающих его перегрева.

Технологическая схема производства сухого крахмала состоит из следующих операций: подготовки суспензии крахмала к механическому удалению избыточной влаги; механического обезвоживания крахмала; высушивания и обработки сухого крахмала (дробление, прессование и упаковка).

Подготовка суспензии крахмала к механическому удалению избыточной влаги. Сырой крахмал разводят водой и получают крахмальное молоко с содержанием сухих веществ 12…14%, затем на ситах отделяют крупные механические примеси, которые могли попасть при транспортировании и погрузке. Далее суспензию обрабатывают на ситах с капроновой сеткой для удаления мелкой мезги и на гидроциклонах для отделения песка.

Очищенный крахмал в виде крахмальной суспензии концентрацией 36-38% направляют в цех для получения сухого крахмала.

Механическое обезвоживание крахмала. Способствует экономии расхода теплоты на сушку и получению готового продукта высокого качества. Для этой цели используют осушающие центрифуги или вакуум-фильтры. После центрифуг сод-е влаги в кукурузном крахмале составляет 34-36:, в картофельном – около 38%.

Сушка крахмала. Крахмал сушат в сушилках различных систем, используя в качестве теплоносителя подогретый воздух.

Наибольшее распространение получили пневматические сушильные установки ПС-15, в которых обеспечивается хороший контакт крахмала с теплоносителем. Так как процесс сушки протекает очень быстро, сушилки называют мгновенного действия.

Отделка сухого крахмала. Из сушилки крахмал температурой до 55-60°С подается в специальный бурат-охладитель. Охлажденный крахмал собирается в бункере-смесителе и поступает в центробежный бурат, где разрушается основная масса комочков крахмала; далее крахмал просеивается в призматическом бурате и поступает на упаковывание. Сходы с буратов направляют в мельницу для измельчения и последующего просеивания. Этот крахмал оценивается как крахмал 2 сорта.

Крахмал хранят в мешках или силосных банках. Специальные автоматы расфасовывают его в мелкую тару. Крахмал гигроскопичен, поэтому в складских помещениях поддерживают относительную влажность воздуха не более 90% и температуру не выше 10°С.