Технология пищевых производств

Картофельный крахмал я

Сырьем для производства служит картофель. Химический состав клубней картофеля колеблется в широких пределах, так как зависит от его сорта, климатических, почвенных и других условий.

В составе картофеля в среднем 25% сухого вещества, из них 18,5% крахмала; около 2% азотистых веществ; 1% клет­чатки; 0,9% минеральных веществ; 0,8% Сахаров; 0,2% жира; 1.6% пектиновых веществ, пептозапов и др.

Предпр иятия, перерабатывающие картофель, работают се­зонно. Выход крахмала при хранении картофеля снижается. Картофель до производства храпят в буртах при температуре 2 -8°С. На храпение закладывают здоровые клубни. Повреж­денный картофель перерабатывается в первую очередь. В про­цессе храпения картофель дышит. Длительное храпение карте

Феля (свыше 5—7 мес) нерентабельно, так как приводит к зна­чительным потерям в нем сухого вещества, в том числе крахмала.

Процесс производства сырого крахмала из картофеля вклю­чает следующие технологические операции (рис. 4.1):

1) хранение картофеля;

2) доставка картофеля на завод;

3) мойка картофеля в моечных машинах;

4) взвешивание;

5 тонкое измельчение картофеля на терочных машинах — получение кашки; *

6) выделение клеточного сока из кашки;

7) ситование (вымывание) свободного крахмала из кашки;

8) выделение и рафинирование крахмального молока;

9) промывание крахмала.

Ка рто^рел ь

/ранение и доставка на аавод

~т~

Мойка

I

Отделение и промывка крупной и мелкой мевги

Мезга

ПсажЗение крахмала из крахмального молока j

Вова

| Промывание крахмала

Осаждение крахмала —]

Сырой картофельный крахмал

Рис. 4.1. Принципиальная технологическая схема произ­водства картофельного крахмала

В—1513

Картофель подается на производство с помощью гидротранс портера, при движении по гидротранспортеру частично отде­ляются легкие примеси, песок, земля. Гидроподача картофеля аналогична подаче сахарной свеклы в свеклосахарном произ­водстве.

Мойка картофеля. Мойке картофеля придается очень боль­шое значение, поскольку картофель не очищается от кожуры. Наличие минеральных примесей в крахмале недопустимо.

Мойку картофеля осуществляют в моечных комбинирован­ных машинах с тремя типами камер: камеры с высоким уров­нем воды, где отделяется солома и другие легкие примеси; камеры с низким уровнем воды, в которых хорошо оттирается земля, и сухие камеры, в которых вода, не задерживаясь, сте­кает в грязевую канаву. Моечные машины снабжены ботволо- вушками, песколовушками и камиеловушками. Продолжитель­ность процесса мойки составляет 10—14 мин, расход воды — 200—400% к массе картофеля.

Для учета массы переработанного картофеля отмытые клуб­ни взвешивают на автоматических весах с откидным днищем Массу взвешенного картофеля уменьшают на 1% за счет по верхностной влаги.

Истирание картофеля. Крахмал находится внутри клеток картофельного клубня в виде крахмальных зерен и в клеточном соке. Чтобы извлечь его, необходимо разрушить клеточные стенки. Для этого картофель измельчают на терочных машинах и получают смесь, состоящую из свободного крахмала, разру­шенных клеточных стенок (мезги) и связанного крахмала, находящегося в неразрушенных клетках картофеля н в клеточ­ном соке. Эту смесь называют картофельной кашкой.

Истирание картофеля осуществляют на терочных машинах. Принцип действия картофелетерок—истирание клубней поверх­ностью, набранной из пилок с мелкими зубьями. Для первого измельчения ставятся пилки с высотой зубьев 1,5—1,7 мм, для повторного измельчения— 1 мм.

Качество измельчения картофеля характеризуется коэффи циентом измельчения К (в %):

Где А — содержание свободного крахмала в кашке, %: В —содержание св занного крахмала в кашке, %.

На современных предприятиях коэффициент измельчени картофеля достигает 85—95%, в том числе 79—85% при пер, вом измельчении и 6—10% при перетире.

Выделение клеточного сока. Полученная на терочных маши нах кашка разбавляется водой и сразу подается на шнековы осадительные центрифуги для извлечения клеточного сока. Дли тельный контакт крахмала с соком крайне нежелателен, так как клеточный сок пенится, вызывает коррозию аппаратуры, снижает вязкость крахмального клейстера и качество (белизну) крахмала.

В состав сока входят азотистые вещества (на 50% представ­ленные белками), безазотистые органические вещества, сахара, минеральные вещества. В числе азотистых веществ клеточного сока находится аминокислота тирозин, которая под действием фермента полифенолоксидазы окисляется, образуя темноокра - шенные соединения, адсорбируемые зернами крахмала.

С помощью шнековых осадительных центрифуг отделяется 70% клеточного сока с концентрацией 3,5—5%, потери крахма­ла с соком составляют 0,2—0,3 г/л. Клеточный сок направляют на утилизацию, а кашку — на следующую технологическую опе­рацию.

Вымывание свободного крахмала из кашки. Кашка после осадительных центрифуг содержит некоторое количество кле­точного сока, крахмальные зерна, крупную и мелкую мезгу. Для выделения свободного крахмала ее многократно промывают на ситовой станции завода в ситовых аппаратах различной конст­рукции. Поэтому стадию вымывания называют еще ситовапием. Мелкую мезгу отмывают на капроновых ситах, которые назы­вают рафииировальными. Ситовые станции оснащаются центро­бежными и дуговыми ситами.

Схема работы ситовой станции завода представлена на рис. 4.2.

На ситовой станции завода устанавливаются ситовые аппа­раты в пять ступеней, на которых идет разделение продукта на мезгу и крахмальную суспензию (крахмальное молоко) различ­ной концентрации. Свободный крахмал, содержащийся в кашке, вымывается по принципу противотока. Кашка после отделения клеточного сока на осадительных центрифугах разбавляется крахмальной суспензией с III ступени дуговых сит до содержа­ния сухого вещества 13—15% и подается для разделения на ситовые аппараты I ступени. Здесь от нее отделяется крахмаль­ная суспензия (молоко), которая поступает на рафинирование, и мезга (кашка). Мезгу вновь разбавляют слабым крахмаль­ным молоком до содержания сухого вещества 8—9% и перека­чивают на дуговые сита II ступени. Крахмальная суспензия со II ступени также поступает на рафинирование, а кашка, в ко­торой содержатся неразрушенные клетки картофеля, т. е. свя­занный крахмал, подается на терочную машину для повторного измельчения (перетир). Далее ее разбавляют крахмальной суспензией с V ступени дуговых сит до содержания сухого ве­щества 6—8% и подают на дуговое сито III ступени. Мезга, выделенная на этих ситовых аппаратах, разбавляется чистой водой до содержания сухого вещества 3,5—4,5% и подается на

Кашка

Смешивание кашки аосле отделении клетачнога сока с крахмальной сус­пензией после III ситования (да со­держания сухих Веществ 13-15/а)

Ї---------- -------

Крохмальная суспензия

1

Мезга (содержание і сухих веществ 15 17%)

Смешивание с крахмальной суспензией после IV сито­ва ния ( да содержания сухих Веществ у

T _________

II ступень ситования

Мезга (содержание сухих веществ 10-

Перетир мезги

I

Смешивание с крахмальной суспензиеи после Vситования (да содержания сухих веществ 6 в%)

—------------------------------------------------------ Крахмальния

III ступень ситования М-——--------------------------

Суспензия Мезга (содержание сухих веществ 7-3%) Вода

Промывание водой (до содержа ния сухих веществ 3,5-ч.5%

I

IV ступень ситования

Мезга (содержание сухих веществ 4,5-ff °/а) Крахмильния

V ступень ситования

Суспензия Меага (содержание сухих веществ ill-17.%)

Прессование мезги

1

Мезга на утилизацию

Рис. 4.2. Схема работы ситовой станции завода

Дуговые сита IV ступени. Для дополнительного отделения крах­мальной суспензии ее направляют на сита V ступени, далее мезгу обезвоживают прессованием и направляют на корм скоту, так как она содержит питательные вещества.

Рафинирование крахмального молока. Это заключительная стадия очистки крахмального молока от взвешенных примесей. Крахмальную суспензию с сит I и II ступеней направляют на осадительные центрифуги, затем разбавляют свежей водой и подают на рафинирование. Рафинирование осуществляется в две ступени через сита, обтянутые капроновой тканью. Содер­жание мезги в суспензии после рафинирования должно быть не более 0,5% к массе сухого вещества.

Промывание крахмала. Крахмальное молоко после рафини­рования еще содержит очень мелкую мезгу, скоагулированпые белки и водорастворимые примеси. Для получения крахмала высокого качества необходимо удалить все примеси. Это дости­гается путем многократного промывания выделенного крахмала чистой водой и осаждения на специальных центрифугах — пури - фикаторах или гндроциклонах.

Пурификаторы применяются на заводах большой мощности, их производительность составляет до 100 т перерабатываемого картофеля в сутки, но это периодически действующее оборудо­вание. Поэтому в настоящее время на многих заводах для про­мывания крахмала и его осаждения используются гидроцикло - иы. Они являются экономичным видом оборудования и не тре­буют большого расхода электроэнергии. Размеры их варьируют в широких пределах и подбираются в зависимости от вида того продукта, который подлежит разделению.

Это простые по устройству аппараты конической формы с цилиндрическим входным патрубком и насадкой для выхода жидкого продукта. Продукт, подлежащий разделению, подается тангенциально по касательной под давлением в цилиндрическую часть камеры, в результате чего возникает значительная цент­робежная сила, под действием которой происходит разделение продукта на легкую (жидкую) фракцию и тяжелую — крах­мальные зерна,

В крахмальном производстве применяют гидроциклоны не­большого размера — микроциклоны. Производительность одного- такого гидроциклона невелика и их объединяют в группы — мультициклоны. Для более эффективной очистки крахмала об­работку суспензии ведут на гидроциклонпых установках после­довательно в три ступени.

Выход и коэффициент извлечения крахмала. Выход крахма­ла составляет 15,7% к переработанному сырью, потери крахма­ла с мезгой и сточными водами — 2.8%.

Коэффициент извлечения крахмала (в %) представляет от­ношение количества полученного крахмала к количеству его в переработанном сырье и для хорошо работающего предприятия составляет 82—88%.

Использование отходов. Основными отходами в производ­стве картофельного крахмала являются мезга и соковая вода.

Мезга содержит крахмал, клетчатку и является прекрасным кормом для животных, ее обезвоживают на прессах до влажно­сти 75% или сушат.

Соковая вода содержит азотистые вещества, минеральные, соли и может использоваться в качестве удобрения.