Производство крахмальной патоки

Производительностью 10 т/сутки по сырью

Линии производства крахмала из риса

ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

------T-------------------------------------------------------T------¬

¦ N ¦ Наименование оборудования ¦ Кол. ¦

¦ поз.¦ ¦ ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 1 ¦ Загрузочный транспортер ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 2 ¦ Распределительный транспортер ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 3 ¦ Емкость для замочки риса ¦ 5 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 4 ¦ Выгрузной транспортер ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 5 ¦ Загрузочный транспортер ¦ 4 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 6 ¦ Емкость для промывки зерна ¦ 2 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 7 ¦ Приемный бункер ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 8 ¦ Распределительный транспортер ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 9 ¦ Измельчитель ¦ 8 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 10 ¦ Собирающий транспортер ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 11 ¦ Емкость для приготовления суспензии ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 12 ¦ Сборник суспензии ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 13 ¦ Сборник промывной воды ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 14 ¦ Сборник замочной воды ¦ 2 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 15 ¦ Станция дуговых сит ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 16 ¦ Стекатель ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 17 ¦ Вакуумный фильтр ¦ 3 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 18 ¦ Сборник фильтрата ¦ 2 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 19 ¦ Конденсатор ¦ 3 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 20 ¦ Вакуумный насос ¦ 2 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 21 ¦ Сборник крахмального молока ¦ 2 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 25 ¦ Каскад отстойных емкостей (желобов) ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 26 ¦ Комплект из трех сепараторов с промежуточными емкостя-¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ ¦ ми и насосами (вариант) ¦ ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 29 ¦ Сборники суспензии ¦ 2 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 30 ¦ Насос центробежный ¦ 21 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 31 ¦ Обезвоживающая центрифуга (вариант) ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 32 ¦ Сборник обезвоженного крахмала ¦ 1 ¦

L-----+-------------------------------------------------------+-------

------T-------------------------------------------------------T------¬

¦ N ¦ Наименование оборудования ¦ Кол. ¦

¦ поз.¦ ¦ ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 33 ¦ Транспортер ¦ 3 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 34 ¦ Питатель ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 35 ¦ Калорифер ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 36 ¦ Рыхлитель ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 37 ¦ Сушильная труба ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 38 ¦ Сепаратор недосушенного праодукта ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 39 ¦ Циклон выделения сухого крахмала ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 40 ¦ Система управления ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 41 ¦ Вентилятор ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 42 ¦ Пылеотделитель ¦ 1 ¦

+-----+-------------------------------------------------------+------+

¦ 43 ¦ Рассев ¦ 1 ¦

L-----+-------------------------------------------------------+-------

Технология получения крахмальной патоки [17, 92]

Крахмальная патока является продуктом неполного гидролиза крахмала разбавленными кислотами или амилолитическими ферментами.

Патока представляет собой бесцветную или слегка желтоватую, очень вязкую жидкость со сладким вкусом.

В зависимости от назначения крахмальную патоку вырабатывают трех видов: карамельную (условное обозначение — К), которая выпускается двух сортов: высшего (КВ) и первого (КI); карамельную низкоосахаренную (КН); глюкозную высокоосахаренную (ГВ).

Патока классифицируется в зависимости от ее углеводного состава, который определяют по общему содержанию РВ. Содержание РВ (масс. % от массы СВ) в карамельной патоке находится в пределах 38–44, в низкоосахаренной — 30–34 и в глюкозной — 44–60. При повышенном содержании РВ патока теряет антикристаллизационные свойства.

Технологическая схема получения патоки приведена на рис. 15.6.48.

Рис. 15.6.48. Технологическая схема производства крахмальной патоки

Подготовка крахмала к гидролизу

Обычно крахмал подвергается очистке по такой же технологической схеме, что и при выработке сухого крахмала. Суспензия кукурузного крахмала, поступающая в паточный цех непосредственно из цеха сырого крахмала, после тщательной очистки должна содержать примеси, масс. % от массы СВ, не более:

протеин	0,8
растворимые вещества	0,1
зола	0,15
экстрагируемый жир	0,15
жир, включенный в зерна крахмала	0,55
мезга	0,05

Кислотность сырого крахмала, поступающего на производство патоки, не должна превышать 30 мл 0,1 н. раствора NaOH на 100 г СВ; доброкачественность должна составлять 98,2 %.

Картофельный крахмал, перерабатываемый в патоку, должен иметь показатели качества, соответствующие требованиям, предъявляемым к крахмалу I сорта марки А (см. разд. 15.6.2.2).

Гидролиз крахмала

Гидролиз проводят в присутствии катализатора кислотным, кислотно-ферментативным или ферментативным способами. В любом случае процесс гидролиза включает стадии клейстеризации крахмала, разжижения крахмального клейстера и его осахаривание.

Под действием катализатора длинные цепи молекул крахмала разрываются, и образуются продукты с различной молекулярной массой; вязкость клейстера при этом снижается — происходит его разжижение. Далее идет дальнейший разрыв межзвенных связей вплоть до образования глюкозы (осахаривание). Содержание РВ в продуктах гидролиза крахмала характеризуется глюкозным эквивалентом (ГЭ).

Кислотный гидролиз крахмала

Процесс проводится в конверторах периодического действия или осахаривателях непрерывного действия.

Конвертор представляет собой цилиндрическую емкость со сферическим днищем и крышкой, изготовленную из стали или бронзы. На крышке расположены штуцера для ввода крахмальной суспензии и подкисленной воды; в нижней части аппарата предусмотрены устройства для подачи пара, необходимого как для нагрева, так и для перемешивания смеси с целью предотвращения образования комков. Гидролиз ведут при температуре 140–145 °С. Соляная кислота дозируется из расчета 0,19–0,25 % HCl к массе СВ сырья при концентрации кислоты в растворе 0,05–0,08 %, что обеспечивает необходимую величину рН (1,8–2,2). Заваривание крахмала ведут при избыточном давлении 0,02–0,03 МПа, а процесс разжижения — при избыточном давлении 0,25–0,28 МПа. Продолжительность осахаривания —18–26 мин. Контроль за процессом осуществляют по окраске отбираемых проб с иодом.

В аппаратах непрерывного действия суспензию крахмала (40 % СВ) подкисляют соляной кислотой и направляют последовательно в пять трубчатых теплообменников, где она подогревается до 52–55 °С и поступает в нагреватели, где поддерживается температура 143 °С. После теплообменников продукт поступает в зону осахаривания — медные трубы. Температура перед зоной осахаривания поддерживается на уровне 144–146 °С, в конце зоны — 138 °С; продолжительность пребывания в зоне осахаривания — 3,5 мин. Из зоны осахаривания продукт направляется в испаритель и сборник окончательной нейтрализации.

Кислотный гидролиз имеет существенные недостатки: получаемые гидролизаты имеют невысокое качество из-за присутствия в них продуктов реверсии и продуктов кислотного разложения, продуктов разрушения белковых примесей крахмала, а также минеральных примесей, образующихся при нейтрализации кислоты. Также не удается достичь достаточно полного осахаривания крахмала.

Кислотно-ферментативный гидролиз крахмала

Для устранения недостатков кислотного разжижения крахмала можно использовать кислотно-ферментативное разжижение. Суспензию крахмала (40–42 % СВ) подкисляют соляной кислотой до рН = 1,8÷ 2,5 и подают в непрерывно действующий осахариватель, где ее нагревают до 140–143 °С в течение 5–10 мин, после чего кислоту нейтрализуют раствором кальцинированной соды до рН = 6,0÷ 6,5. После кислотного гидролиза раствор имеет следующий углеводный состав, %: глюкоза 28–30, мальтоза 27–28, декстрины 46–50. Продукт охлаждают в циклоне-испарителе до 85 °С и для избежания ретроградации крахмала немедленно добавляют раствор α -амилазы (амилосубтилина Г10х или амилоризана Г10х). Стадия ферментативного разжижения длится 30 мин. Полученный гидролизат имеет ГЭ 10, равный 13 %, и хорошие фильтрационные свойства.

Для осахаривания гидролизатов в крахмалопаточной промышленности применяют порошкообразные препараты глюкоамилазы: глюконигрин Г20х при производстве кристаллической глюкозы и глюкоаваморин Г20х при производстве крахмальных паток и глюкозного концентрата. Ферментативное осахаривание раствора (40 % СВ) проводят при 55–60 °С, рН = 5÷5,5 в течение 12–24 ч при расходе препарата 0,05–0,07 масс. % от массы СВ раствора. После ферментативного гидролиза содержание РВ в сиропе составляет 63–65 %, в том числе глюкозы — 42–43 %. По окончании осахаривания сироп нагревают и выдерживают при 80–90 °С в течение 15–20 мин для инактивации фермента.

Ферментативный гидролиз крахмала

При использовании ферментативного разжижения в 30–35% суспензию крахмала вводят раствор кальцинированной соды до рН = 6,0÷ 6,5, раствор бактериальной α -амилазы (амилосубтилин Г10х). Смесь подогревают острым паром до 85 °С и выдерживают при этой температуре 1,5 ч, после чего нагревают до 140 °С в течение 5 мин для улучшения фильтрационных свойств. Затем температуру снижают до 60 °С, добавляют ферментный препарат и ведут осахаривание глюкоамилазой в оптимальных условиях до достижения требуемого ГЭ. Наиболее перспективно использование иммобилизованного фермента.

Нейтрализация гидролизатов

Гидролизаты нейтрализуют 18–20% раствором карбоната натрия, образующаяся поваренная соль в количестве 0,23–0,25 % не сказывается на вкусе патоки и не ухудшает ее свойства. При рН выше 4,5 может происходить разложение глюкозы с образованием красящих веществ. Для более полного осаждения белков (изоэлектрическая точка зеина кукурузы — 6,2) обычно нейтрализацию ведут до рН = 4,8÷ 5 при 95–96 °С, тщательно перемешивая гидролизат пропусканием воздуха.

Очистка сиропов

Промышленные гидролизаты паточного производства содержат от 0,9 до 1,9 % взвешенных частиц, основная масса которых представлена белками (0,3–1,0 %), а также жирами и мезгой. Для облегчения процесса фильтрования значительную часть жиробелковых примесей предварительно выделяют в флотационных отстойниках (скиммерах) или обработкой их на тарельчатых сепараторах. Выделенная жиро-белковая масса содержит, %: влаги — 45–50, углеводов — 41–43, протеина — до 14, жира — до 17 [8].

Для полного отделения взвесей гидролизат фильтруют. Фильтрование проводят при температуре гидролизатов 85–90 °С, при этом давление может достигать 0,3–0,5 МПа.

Обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами

Наряду с красящими веществами в сиропе присутствуют кислые фосфаты, обусловливающие кислотность патоки, минеральные вещества, растворимые белки, органические кислоты и др. Цель очистки паточного сиропа адсорбентами — полное его обесцвечивание, устранение запаха и удаление примесей. В качестве адсорбента применяют активированный уголь марки Б. Порошкообразный активированный уголь в виде водной суспензии концентрацией 15 % вводят в сироп, температура которого составляет 65–70 °С, и постоянно перемешивают в течение 20–30 мин. Расход угля на этой стадии 0,1–0,15 %. После обработки адсорбент отфильтровывают.

Уваривание жидких сиропов

Для получения густого сиропа с минимальной цветностью сгущение раствора от жидкого (35–40 % СВ) до густого (55–57 % СВ) состояния осуществляют под вакуумом. Наибольшее распространение имеют выпарные аппараты вертикального типа, как правило, трехкорпусные. Перед первым корпусом сироп подогревают до 97 °С, температура кипения сиропа в этом корпусе — 100 °С, во втором — 86 °С, в третьем — 68 °С.

Уваривание густых сиропов и охлаждение патоки

Густой сироп обрабатывают активным углем, расход которого составляет 0,5–0,6 %. Очищенный густой сироп уваривают в течение 45–60 мин в вакуум-аппаратах при температуре раствора не выше 60 °С до патоки с содержанием СВ не менее 78 %. В случае образования пены допускается введение в вакуум-аппарат растительного масла в количестве 30 г на 1 т патоки. Для уменьшения цветности к патоке добавляют гидросульфит натрия (150 г/1 т патоки) [8].

Патока, выходящая из вакуум-аппарата, имеет температуру 60–62 °С. Чтобы минимизировать процессы образования красящих веществ, производят быстрое охлаждение патоки (40–80 мин) до 40–45 °С, для чего используют охлаждаемый водой теплообменник.

Качество и свойства крахмальной патоки [8]

Качество крахмальной патоки должно соответствовать ГОСТ 5194–91 (табл. 15.6.60). Состав патоки зависит от степени гидролиза, т. е. от содержания РВ (табл. 15.6.59).

Таблица 15.6.59

Состав (масс. %) сахаров крахмальной патоки [8]

Сахара	Содержание редуцирующих веществ, масс. % от массы СВ
Глюкоза
Мальтоза
Олигосахариды

Для патоки с содержанием РВ 30–37 % допускается выпадение в осадок декстринов, что придает ей белый цвет с потерей прозрачности. Патока с содержанием РВ более 37 % должна быть прозрачной, допускается только легкая опалесценция.

Кроме углеводов в состав патоки входит незначительное количество минеральных веществ (в основном хлорид натрия), азотистых (0,05–0,25 %) и красящих веществ.

Производство мальтозной патоки [92, 93]

Мальтозная патока, содержащая значительное количество мальтозы, имеет по сравнению с обычной карамельной патокой более высокую сладость, пониженную вязкость; она более стойка при хранении, отличается устойчивостью к кристаллизации даже при 80% содержании СВ [118].

Таблица 15.6.60

Свойства крахмальной патоки [8]

Показатель	Патока
карамельная низкоосаха-ренная	карамельная	глюкозная высокоосаха-ренная
высшего сорта	I сорта
Содержание СВ, масс. %, не менее	78,0	78,0	78,0	78,0
Содержание РВ в пересчете на СВ, масс. %	30–34	38–42	34–44	44–60
Содержание золы в пересчете на СВ, масс. %, не более	0,4	0,4	0,45	0,55
Кислотность патоки, мл 0,1 н. раствора NaOH на СВ, не более
картофельной				—
кукурузной				—
рН, не ниже	4,6	4,6	4,6	—
Температура карамельной пробы, °С				—
Цветность по эталону, мл, не более [42]	—	3,0	6,0	—
Цветность по номеру эталона, не более	—			—

Мальтоза (С₁₂Н₂₂О₁₁) является восстанавливающим дисахаридом, построенным из двух остатков D-глюкозы, соединенных α -1,4-глюкозидной связью. Мальтоза может быть в двух формах (α - и β -формы), отличающихся расположением ацетального гидроксила. В кристаллическом состоянии мальтоза может существовать в виде гидратной β -формы с температурой плавления 102–103 °С и [α ] _D (+111,7°) и безводной α -формы с температурой плавления 108° и [α ] _D (+173°). В водных растворах мальтоза мутаротирует, равновесная смесь имеет [α ] _D (+130,4°). Мальтоза хорошо растворима в воде и пиридине, не растворима в этаноле и диэтиловом эфире. Мальтоза усваивается организмом без инсулина и не повышает содержание сахара в крови; она не вызывает кариес зубов.

Технологическая схема получения мальтозной патоки приведена на рис. 15.6.49.

Рис. 15.6.49. Схема производства мальтозной патоки

Для гидролиза крахмала можно использовать как ячменный солод, так и ферментный препарат (амилоризин Г10х).

Исходным сырьем для мальтозной патоки служит кукурузная мука. Муку размешивают в воде до получения суспензии концентрацией 20–25 % и перекачивают в мерники. Ячменный солод (8–10 масс. % от массы муки) дробят и смешивают с холодной водой до получения подвижной суспензии. Часть этой суспензии (10–15 %) добавляют в суспензию муки, полученную смесь перемешивают и нагревают до образования разжиженного клейстера (75–80 °С), который перекачивают в аппарат для разваривания острым паром при 120–130 °С.

Разваренный клейстер передавливают в охлаждаемый водой реактор (заторный чан), куда вносят и основное количество солодовой суспензии. Осахаривание крахмала проводят в течение 2,0–2,5 ч при 60–62 °С, после чего температуру повышают до 65 °С и гидролизат выдерживают 20–30 мин. Перед фильтрацией гидролизат нагревают до 80 °С. Остаток от фильтрования (мальтозный жмых) содержит 40–50 % СВ и используется в качестве корма. Мальтозный сироп после фильтрации содержит 17–20 % СВ, его концентрируют до 55 % на выпарной установке и добавляют диатомит, который сорбирует взвешенные вещества, отделяемые фильтрацией. Фильтрованный сироп направляют на уваривание до содержания СВ не менее 78 %.

В случае использования ферментного препарата (амилоризин Г10х) расход его составляет 0,01–0,03 %, продолжительность осахаривания — 20–40 ч. Перед осахариванием производят разжижение крахмала кислотным или ферментативным методом. Патока, полученная этим способом, имеет повышенное содержание мальтозы.

Мальтозная патока вырабатывается трех видов (табл. 15.6.61) и имеет содержание РВ в пересчете на мальтозу не менее 65 %, продукт имеет коричневый цвет и сладкий солодовый привкус.

Таблица 15.6.61

Состав мальтозной патоки (масс. %) [118]

Компонент	Марка
А	Б	В
Глюкоза	2,5–7	Не более 2,5	15–20
Мальтоза	39–52	48–52	Не менее 50
Мальтотриоза	16–26	12–21	8–16
Высшие полисахариды	По балансу

Декстрино-мальтозная патока и мальтодекстрины [93]

Декстрино-мальтозная патока представляет собой продукт гидролиза крахмала, в котором содержится примерно равное количество мальтозы и декстринов. Она предназначена для введения в различные молочные смеси при выработке жидких и сухих продуктов питания для детей раннего возраста. Сырьем для производства патоки служит картофельный крахмал; для гидролиза используют ячменный сухой солод.

Крахмальная суспензия нагревается до 50–52 °С, и к ней добавляется солодовая вытяжка в количестве 1/5 от общего расхода. Для приготовления вытяжки измельченный солод в количестве 15–25 масс. % к массе крахмала разводят водой при температуре 30 °С в соотношении 1: 3. Экстрагирование производится при перемешивании в течение 1 ч, полученный экстракт отделяют центрифугированием; жмых используется в качестве корма.

Процесс клейстеризации и разжижения крахмала проводится при постепенном повышении температуры (1 °С за 3 мин) до 70 °С; затем смесь нагревают до кипения в течение 30 мин для обеспечения полноты клейстеризации крахмала. После охлаждения разжиженной массы до 65–67 °С к ней добавляют остальную часть солодовой вытяжки. Осахаривание производят в течение 3,0–3,5 ч, контролируя процесс по содержанию РВ и иодной пробе. Далее сироп кипятят в течение 15–20 мин. После фильтрования гидролизат обрабатывают активным углем (1 % ОУ-Б) при 65–70 °С в течение 30 мин, и затем сорбент отделяют. Фильтрат концентрируют до 55 % СВ и далее либо упаривают в вакуум-аппарате до концентрации 78–79 % СВ, либо обезвоживают в распылительной сушилке при температуре сушильного агента на входе 155–165 °С, на выходе — 50–80 °С. Содержание СВ в сухом продукте должно быть не менее 93 %. В состав декстрино-мальтозной патоки входят, масс. % от массы СВ:

РВ	55–60
глюкоза	не более 10
мальтоза	45–46
декстрины	43–48

Мальтодекстрины являются смесью полимеров глюкозы со степенью полимеризации 5–10 и содержание РВ 5–20 % [118]. Мальтодекстрины приготовляются из крахмала ферментативным способом.

В суспензию крахмала (25–30 % СВ) добавляют карбонат кальция до рН = 6,3÷ 6,5 и после подогрева до 55–60 °С вводят раствор бактериальной α -амилазы (амилосубтилин Г10х) из расчета 0,5 единиц амилолитической активности на 1 г крахмала. Клейстеризацию и разжижение крахмала проводят в течение 30 мин при 85 °С, после чего температуру быстро поднимают до 100 °С. При использовании зерновых видов крахмала для обеспечения полной клейстеризации необходима обработка смеси при 130–140 °С в течение 4–10 мин. Клейстеризованный крахмал охлаждают до 85 °С и добавляют фермент из расчета 0,2 ед./1 г крахмала. Продолжительность реакции определяется требуемым значением содержания РВ. Декстрины с содержанием РВ ниже 11 % склонны к ретроградации; при значениях РВ выше 15–20 % снижается вязкость раствора и повышается сладость продукта. По окончании процесса продукт центрифугируется для отделения нерастворимых примесей, и раствор очищается активным углем и на ионитах. Мальтодекстрины при концентрации выше 30 % образуют вязкие растворы, которые при замораживании и оттаивании отличаются высокой прозрачностью; они обладают свойством замедлять кристаллизацию, и даже при высоких концентрациях они не приобретают консистенцию геля.

Крахмальный сахар [101]

Продукты гидролиза крахмала с высоким содержанием РВ (45–97 %) обладают довольно высокой сладостью (крахмальный сахар) и являются заменителем сахара.

Сырьем для производства крахмального сахара является крахмал, полученный из картофеля, кукурузы, ячменя, тапиоки и др. Общая технологическая схема производства крахмального сахара приведена на рис. 15.6.50.

Рис. 15.6.50. Технологическая схема производства крахмального сахара

Сухой крахмал, или крахмальное молоко, подается в сборник для приготовления суспензии, где смешивается с водой до достижения концентрации СВ 36–40 %. Суспензию перекачивают в мерник, в который при ферментативном разжижении дозируются раствор реактивов для установления рН = 6,2÷ 6,6 и ферментный препарат. При кислотном разжижении добавляется разбавленный раствор соляной кислоты при расходе HCl 0,1–0,12 масс. % к массе СВ.

Кислотное разжижение осуществляется в конверторе или непрерывно действующих осахаривателях. Смесь нагревают при давлении 0,25–0,28 МПа в течение 2–3 мин до достижения содержания РВ в гидролизате 15–20 %. Окончание процесса контролируется по иодной пробе; 2–3 капли разжиженного продукта, смешанного с раствором иода, не должны давать синего окрашивания. Разжиженный продукт выдувается в нейтрализатор, где нейтрализуется 15% раствором карбоната натрия до рН = 4,0÷ 5,0, являющейся оптимальной для действия осахаривающего фермента. Нейтрализованный раствор охлаждается до 62–63 °С при интенсивном перемешивании.

Ферментативное разжижение крахмала с применением в качестве катализатора α -амилазы осуществляется в две стадии: разжижения и декстринизации.

Крахмальная суспензия смешивается с раствором ферментного препарата, нагревается до 85 °С и перемешивается в течение 20–30 мин. Из реактора частично разжиженный крахмал поступает в инжектор, где нагревается до 130–140 °С и выдерживается 5–6 мин. Далее разжиженный крахмал подается в испаритель, где охлаждается до 80–85 °С и с введенной в него второй дозой фермента подается в реактор разжижения или колонны декстринизации. Продолжительность стадии разжижения (1,5–2,0 ч) определяется содержанием РВ в гидролизате (15–23 %). После разжижения раствор охлаждается до 60–62 °С и подкисляется до рН = 4,0÷ 5,0.

Разжиженный крахмал подвергается осахариванию с использованием в качестве биокатализатора ферментных препаратов, глюкоамилазы или грибной a-амилазы.

Осахаренный сироп нагревают и выдерживают при 75–80 °С в течение 10–15 мин с целью инактивации ферментов и направляют на фильтрование для освобождения от нерастворимых примесей (белковых веществ, остатков клетчатки и т. д.).

Для удаления растворимых примесей сироп далее подвергается обработке активным углем (0,3–0,5 %) при 70–75 °С в течение 30 мин при непрерывном перемешивании. После отфильтровывания угля очищенный сироп поступает в выпарную установку на уваривание до концентрации 55–78 %. Полученный готовый продукт (жидкий сахар крахмальный) охлаждают до 45–50 °С и разливают в тару.

Преобладающим компонентом крахмального сахара является глюкоза, которая обладает достаточно высокой сладостью (75 % от сладости сахарозы). Кроме глюкозы в продукте содержатся мальтоза и небольшое количество декстринов.

Крахмальный сахар в зависимости от назначения может выпускаться двух видов: жидкий и твердый с содержанием РВ соответственно 44,1–90,0 и 44,1–98,0 %.

Для получения твердого крахмального сахара применяют два способа: кристаллизацию и высушивание. Сушка крахмального сахара может производиться отдельно или в сочетании с процессом кристаллизации, в зависимости от содержания РВ.

Твердый крахмальный сахар имеет вид белой закристаллизовавшейся массы, сладкой на вкус, без постороннего привкуса.

Жидкий крахмальный сахар представляет собой сиропообразную вязкую жидкость от бесцветного до светло-желтого цвета, сладкую на вкус, без посторонних привкуса и запаха.

Химический состав зерна.

В зерне содержится в среднем 14 -15 % влаги и 85 - 86 % сухих веществ в дальнейшем СВ.

В среднем состав СВ при влажности зерна 15 % характеризуется следующими величинами (в %):

• Крахмал - 51,4
• Сахар - 2,9
• Клетчатка - 5,9
• Пентозаны и пектиновые вещества - 9
• Азотистые вещества - 11

Содержание крахмала в зерне колеблется в широких пределах в зависимости от вида культуры может составлять (в %):

• В пшенице - 48 - 57
• Во ржи - 46 - 53
• В кукурузе - 58 - 60
• В ячмене - 43 - 55
• В овсе - 34 - 40
• В просе - 42 - 60

Средний химический состав зерна

Культура	Белки	Углеводы	Клетчатка	Жиры	Минеральные вещества
Пшеница Озимая Яровая Рожь	10,0 13,2 7,2	70,0 66,1 73,2	1,6 1,8 1,6	1,7 2,0 1,5	1,7 1,9 1,5

Свекла (корнеплоды сахарной свеклы)

Свекла (корнеплоды сахарной свеклы) в среднем содержит 75% воды и 25% СВ, в том числе:

• Сахарозы - 17,5
• Инвертного сахара - 0,1
• Пектиновых веществ - 2,5
• Целлюлозы - 1,2

Выводы: Применение зерновых с последующей переработкой крахмала в глюкозу экономически и энергетически оправдано, т.е. если вам нужна вода приступайте к выращиванию сахарной свеклы.

В качестве ликбеза:

Углеводы - сахаристые или сахароподобные вещества с общей формулой Сn (H 2 O) m. В клетках животных углеводов 1-3% (в клетках печени до 5%); в клетках растений до 90%, где они являются основным строительным и питательным веществом. Углеводы делятся на простые - моносахариды и дисахаридыи и сложные - полисхариды.

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза) и дисахариды (сахароза и лактоза) - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, имеют сладкий вкус.

Полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза) в воде растворимы плохо или не растворимы. Они образованы из моносахаридов, в частности из глюкозы, и при гидролизе образуют глюкозу.

Гидролиз -реакция обмена (обменного разложения) соединений с водой.

Сахароза - дисахарид, образованный остатаками глюкозы и фруктозы. Важная транспортня форма углеводов в растениях.

Инвертный сахар - это смесь эквимолекулярных количеств глюкозы и фруктозы. Эту смесь в дальнейшем будем именовать " редуцирующие сахара (вещества) " (сокращенно РВ).

Глюкоза - (виноградный сахар) углевод из группы моносахаридов. Хорошо растворима в воде, имеет сладкий вкус. В значительном количестве содержится в плодах, меде. Входит в состав сахарозы. Образует запасные полисахариды: крахмал и гликоген, а также целлюлозу. Глюкоза - один из ключевых продуктов обмена веществ, обеспечивающий живые клетки энергией (в процессах дыхания, гликолиза, брожения), исходный продукт биосинтеза многих веществ. У человека и животных постоянный уровень глюкозы в крови (около 100 мг %) поддерживается путем синтеза и распада гликогена. В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала. Применяется в кондитерской промышленности и медицине.

Дата добавления: 2014-01-11