Структурно-механические и химические изменения в процессе водно-тепловой обработки

ВОДНО-ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА И КАРТОФЕЛЯ

Лекция 3

Основная задача водно-тепловой обработки — подготовка сырья к осахариванию крахмала амилолитическими ферментами солода или микробных препаратов. Осахаривание наиболее полно и быстро происходит тогда, когда крахмал доступен для их действия (не защищен клеточными стенками), оклейстеризован и растворен, что возможно достичь применением тепловой обработки цельного сырья при повышенном давлении, или, как принято называть этот процесс в спиртовом производстве, — разваривания; сверхтонким механи­ческим измельчением сырья на специальных машинах; механиче­ским измельчением сырья до определенных размеров частиц и последующим развариванием под давлением (комбинированный способ).

Цельное крахмалсодержащее сырье в разварнике обрабатыва­ют насыщенным водяным паром под избыточным давлением до 0,5 МПа (температура 158,1 С). В этих условиях растворяется крахмал, размягчаются и частично растворяются клеточные стенки сырья, и при последующем выдувании сырья в паросепаратор (выдерживатель) происходит разрушение клеточной структуры вслед­ствие перепада давления, измельчающего действия решетки в вы­дувной коробке разварника, а также других механических препят­ствий на пути быстрого передвижения разваренной массы из одного аппарата в другой. В процессе разваривания происходит также сте­рилизация сырья, что важно для процессов осахаривания и бро­жения.

При измельчении до размера частиц, меньшего, чем крахмаль­ные зерна, разрушаются клеточная структура сырья и сами крах­мальные зерна, вследствие чего они растворяются в воде темпера­турой 60—80°С и осахариваются амилолитическими ферментами солода и культур плесневых грибов. Способ сверхтонкого измель­чения пока не применяется из-за большого расхода электроэнергии и неизученности стерилизации сырья.

Широкое распространение получил комбинированный способ, согласно которому сырье вначале измельчают до частиц средним размером 1—1,5 мм, а затем разваривают. В этом случае темпера­тура и продолжительность разваривания меньше («мягче» режим), чем при тепловой обработке цельного сырья. Выдувание разварен­ной массы измельченного сырья с перепадом давления способству­ет дальнейшему его диспергированию. Такой способ тепловой обработки в сочетании с непрерывностью процессов считается наиболее прогрессивным. При относительно небольших затратах электро­энергии на измельчение сырья, тепла — на разваривание и благо­даря «мягкости» режима разваривания, обеспечивающего мини­мальные потери сбраживаемых веществ, он позволяет хорошо под­готовить сырье к осахариванию.

При разваривании картофеля и зерна происходят значительные структурно-механические изменения сырья и химические превра­щения веществ, входящих в его состав.

Дата добавления: 2015-07-02