Производство крахмала картофельного: Технология производства картофельного крахмала

Производство крахмала картофельного: Технология производства картофельного крахмала

Обзор рынка крахмала и крахмалопродуктов. Ситуация на фоне коронавируса

Производство крахмала и крахмалопродуктов – одно из направлений перерабатывающих промышленности, всегда вызывающих большой интерес у аудитории нашего журнала.

Как будет развиваться рынок картофельного крахмала? Появятся ли новые проекты? Каких перемен ждать в отрасли после завершения пандемии? Эти вопросы волнуют многих читателей. За ответами мы обратились к Олегу Радину, президенту Ассоциации российский производителей крахмало-паточной промышленности «Роскрахмалпатока».

Картофельный крахмал: спрос и производство на стабильном уровне

Производство. Нативный картофельный крахмал в России сегодня производят всего несколько предприятий: ОАО «Порецкий крахмал» (Республика Чувашия), ООО Чувашъенкрахмал (Республика Чувашия), ООО «Мглинский крахмальный завод» (Брянская обл.), Плещеевский крахмальный завод (Орловская обл.), Сырятинский крахмальный завод (Нижегородская обл.), СПК «Удача» (Пензенская обл).

Объемы производства в 2019 году, по оценкам Ассоциации, составили порядка 11,8 тыс. тонн, что заметно выше, чем ранее (8,0 тыс. тонн – в 2018 г., 7,2 тыс. тонн – в 2017 г.).

Тем не менее, этого количества по-прежнему недостаточно для внутреннего рынка: по разным подсчетам потребности российских предприятий покрываются всего на 30-50%.

Импорт. Значительная часть картофельного крахмала закупается за рубежом. Напомним, что картофельный крахмал традиционно занимает наибольшую долю импорта, в сравнении с кукурузным и пшеничным. В основном, он поступает в Россию из Дании, Республики Беларусь, Германии, Франции и Польши.

В 2019 году Россия импортировала 14,3 тыс. тонн нативного картофельного крахмала на сумму 12,3 млн долларов США (это на 38,0% или 5,4 тыс. тонн меньше, чем в 2018 году, и на 27,8% или 3,9 тыс. тонн меньше, чем за аналогичный период 2017 года). Снижение доли импорта может быть связано, например, с изменением рецептуры продуктов потребителей и переходом на модифицированные крахмалы.

В наступившем году мы не фиксируем кардинальных изменений в этом направлении. За первый квартал 2020 года в Россию было ввезено 2,1 тыс. тонн нативного картофельного крахмала.

Объективно, объем картофельного крахмала, поступающий в нашу страну из-за рубежа, не так уж велик: одному крупному современному предприятию (с мощностью переработки от 1000 тонн/сутки) было бы по силам заместить его более чем 70%. Но на текущий момент у Ассоциации нет информации о планах по разработке подобного проекта. К тому же в стране практически не выращивается картофель технических сортов (с повышенным содержанием крахмала), тогда как решение проблемы должно быть комплексным и начинаться с выращивания сырья соответствующего качества.

Экспорт. В 2019 году Россия экспортировала 3,9 тыс. тонн нативного картофельного крахмала на 2,6 млн долларов США. Основные страны-получатели: Республика Беларусь, Казахстан, Украина, Таджикистан.

В целом, объем рынка в 2019 году составил 22,2 тыс. тонн, или 53% от общей потребности. В 2018 году – 28,9 тыс. тонн или 31%, в 2017-м, соответственно, 27,6 тыс. тонн или 30%.

Можно отметить, что спрос на картофельный крахмал в течение ряда лет остается приблизительно на одном и том же уровне. Причина стагнации – в общей слабости экономики и отсутствии на этом фоне роста производства продуктов питания. При этом весомой частью рынка картофельного крахмала являются микропроизводители – индивидуальные предприниматели (особенно это касается кондитерского и хлебобулочного сегмента), которые быстро появляются и также быстро исчезают.

Перспективы на мировом рынке. На глобальном рынке доля нативного картофельного крахмала составляет всего 5%. Превалирует тапиоковый (24%) и кукурузный (41%). Картофельный крахмал является нишевым продуктом, доля которого, как прогнозируется, к 2022 году может вырасти на 2,6%. При этом общая ситуация практически не изменится, так как, по прогнозам экспертов, доля пшеничного крахмала должна увеличиться на 1,9%, тапиокового – на 3,4%, кукурузного – на 3,8%.

Особенности рынка крахмалопродуктов в России

Последние несколько лет в нашей стране отмечался взрывной рост производства нативного крахмала (сопровождающийся падением импорта). К основным факторам, стимулировавшим этот процесс, можно отнести высокий спрос со стороны бумажной и гофрокартонной индустрии.

Увеличение спроса на крахмалы в пятилетнем периоде позволило отрасли улучшить свои финансовые показатели. Загрузка мощностей выросла до 76%.

На этом фоне стали активно развиваться новые проекты, запуск которых, по мнению экспертов, параллельно с ожидаемым замиранием спроса, в конечном счете приведет к снижению показателей загрузки до 70%.

 В качестве примера такого проекта, реализованного «с нуля», можно привести компанию ООО «НьюБио» в Волгоградской области. Это предприятие по глубокой переработке зерна кукурузы мощностью 140 тысяч тонн / год должно приступить к работе в ближайшее время. Заявлены к выпуску такие продукты как кукурузный зародыш, глютеновый корм, кукурузный глютен, мальтодекстрин, крахмал кукурузный.

Таким образом, ввод в действие этого проекта будет способствовать не только росту производства нативного крахмала, но и к существенному увеличению доли мальтодекстрина: экспорт этого продукта потенциально увеличится на 20-40 тыс. тонн в год. И это при том, что в 2019 году поставки мальтодекстрина за рубеж уже значительно выросли в связи с выходом на полную мощность ООО «Крахмальный завод «Гулькевичский».

Характеризуя российский рынок крахмало-паточной продукции, нельзя не отметить также устойчивое (в течение последних пяти лет) снижение спроса на различные виды паток и сиропов, вызванное перепроизводством и дешевизной сахара в России. Индустрия пытается поддерживать объемы производства за счет замещения импорта и развития экспорта.

Очередной этап падения интереса к этому типу продукции в 2019 году обеспечили фруктозные сиропы. Отметим, что до 2018 года загрузка мощностей предприятий по производству этого типа продукции была практически неизменной и стояла на уровне 80%. Однако в 2019 году в связи с запуском нового завода в Калужской области номинальные мощности возросли, что увеличило объемы продукции на рынке и повлияло на цены. В итоге общие объемы производства в течение года снизились (остановилось на уровне 153,7 тыс. тонн). Ожидается, что такое положение дел сохранится еще минимум один-два года.

Несколько слов необходимо сказать и о рынке специальных продуктов (модифицированных крахмалов, мальтодекстрина, декстрозы, сорбитола, кристаллической фруктозы, пектина). За последние годы в нашей стране появились новые мощности по производству данных типов продукции. И на сегодняшний день можно сделать вывод о том, что объемы производства полностью покрывают запросы российских потребителей (ежегодная потребность во всех специальных продуктах не превышает 220 тыс. тонн при ограниченном росте).

Так, производство модифицированного крахмала, судя по всему, достигло максимума на данный момент, составив 50 тыс. тонн. Конечно, высказывая такое мнение, необходимо подчеркнуть, что пищевые модифицированные крахмалы являются неоднородным сегментом. Они разнятся как по способам производства и конечному применению, так и по виду сырья, из которого изготавливаются. Но в целом, это новый и для многих непривычный вид продукции. Исходя из этого, приходится констатировать, что реализовывать полномасштабные проекты по производству отдельных видов модифицированных крахмалов экономически нецелесообразно вследствие ограниченного спроса. Выход с этой продукцией на экспорт также сопряжен с трудностями, так как зарубежные рынки заняты традиционными производителями.

Такие проекты являются очень сложными в реализации, отличаются неопределенными сроками окупаемости, что снижает рентабельность и привлекательность инвестиций в индустрию.

Последствия пандемии

Ситуация, вызванная пандемией, безусловно, окажет влияние на состояние крахмало-паточной отрасли в стране.

С определенными сложностями уже столкнулись предприятия по переработке зерна, так как этот вид сырья (особенно пшеница) уверенно растет в цене, несмотря на предпринимаемые правительством меры.

Проблемы с реализацией готовой продукции придется решать тем заводам, кто поставлял свою продукцию для нужд сектора HoReCa.

Перебои в поставках сырья в связи с закрытием границ регионов отмечают производители, не имеющие собственных хранилищ и закупающие сырье небольшими партиями под конкретные заказы.

В целом, если говорить об особенностях 2020 года, по данным компаний, входящих в состав Ассоциации, первый квартал показал небывалые результаты: спрос на крахмалопродукты какое-то время превышал предложение, но ситуация быстро изменилась. Временные остановки производств привели к проблемам на предприятиях-заказчиках, производители крахмалопродуктов стали жаловаться на задержку платежей.

 Можно предположить, что в текущей ситуации, в краткосрочной перспективе, выиграют те поставщики, которые смогут предоставлять покупателям отсрочку по оплате. В ближайшее время мы ожидаем спад потребления, но в процентном отношении посчитать его пока сложно.

Ситуация в мире

Международные эксперты рынка крахмала и ГФС полагают, что пандемия коронавируса окажет продолжительное и существенное влияние на пищевую отрасль во всем мире. Но последствия для разных уголков земного шара будут отличаться.

Страны ЕС. В таких государствах как Франция, Германия и Швейцария, где агропродовольственный комплекс составляет важную часть экономики, кризис не приведет к существенным переменам. Эти страны не зависят от импорта большинства сельскохозяйственных товаров, соответственно, там не отмечается проблем с продовольствием. Благодаря этому европейским правительствам было проще убедить граждан перейти на удаленную работу, что помогло замедлить распространение вируса.

Страны Азии. Напротив, население таких стран как Сингапур (где преобладают поставки сельхозпродукции из-за рубежа), было крайне обеспокоено потенциальной угрозой голода. Думаю, после нынешнего кризиса все государства будут стремиться к агропродовольственной независимости. Во-первых, это повышает сельскохозяйственную самообеспеченность стран в период нарушения цепочки поставок, а во-вторых, увеличивает возможности для экспорта во времена перенасыщенности внутреннего рынка.

В регионе АСЕАН страны с относительно небольшим агропродовольственным сектором (например, Филиппины, Лаос и Камбоджа), со значительной долей вероятности будут увеличивать объемы выращивания культур и пытаться завоевывать часть рынка Вьетнама, Таиланда и Индонезии. Возможно, это приведет к росту локальных поставок тапиоки и крахмала. Однако есть вероятность, что Вьетнам, Таиланд и Индонезия тоже займутся расширением рынков сбыта. В данный момент эти страны продают часть своего нативного крахмала из тапиоки в Китай, где продукт модифицируют для специализированных применений. Возможно, эта добавленная стоимость будет использована для создания новых производств в регионе АСЕАН. Следствием может быть уменьшение привлекательности дорогого крахмала и крахмалопродуктов европейских производителей для экспорта в государства-члены АСЕАН.

США. Соединенные Штаты в момент общего кризиса продемонстрировали отлаженность работы цепочки поставок, что говорит о высоком уровне развития сельскохозяйственной отрасли. Так, в штате Калифорния в марте этого года фиксировался повышенный уровень продаж продовольственных товаров. Как и везде, рост спроса был связан с желанием потребителей сделать запасы на период изоляции. Но в американских магазинах не было дефицита товаров – в отличие от европейских, и особенно от азиатских. Некоторые производители работали круглосуточно для удовлетворения растущего потребительского спроса.

Мир после коронавируса. Тенденции рынка

Думаю, многие обратили внимание на то, что в период карантина население тратило гораздо больше времени на приготовление еды дома. Закономерно, что с середины марта продажи молока, муки, яиц и готовых хлебобулочных изделий в странах Европы и США существенно выросли. Вполне возможно, что и после отказа от режима изоляции интерес людей к приготовлению пищи дома (в том числе и из полуфабрикатов) сохранится.

Производителям модифицированных крахмалов и крахмалопродуктов необходимо будет учесть этот тренд и пересмотреть рецептуры изготовления своей продукции для обеспечения полуфабрикатов новыми функциональными возможностями.

Также во всем мире растет потребление замороженных продуктов и продуктов с большим сроком годности. Поэтому у производителей есть стимул к расширению продуктовой линейки, для чего им потребуются крахмалы с высокой функциональностью, в том числе картофельный крахмал.

Другая тенденция связана с преимуществами здорового питания. После кризиса в США, Европе и Азии ожидается рост потребления «здоровых» продуктов, преимущественно тех, что способствуют укреплению иммунитета. Стремление будет особенно заметным в США, так как медицинские услуги в этой стране стоят дорого, а отпуск на время болезни обычно не компенсируется государством или работодателем.

И еще несколько слов о цепях поставок. Во время пандемии коронавируса некоторые производители продуктов питания и напитков столкнулись с нехваткой ингредиентов. Для предотвращения подобной ситуации в будущем, вероятно, они диверсифицируют поставки, расширив список поставщиков. Другой возможностью в ситуации нехватки сырья может стать применение гибких правил маркировки ингредиентов для их взаимозамещения. Это позволило бы предприятиям быстро переключаться между источниками ингредиентов для крахмалов и их производных. Следовательно, есть вероятность, что поставщики крахмала и крахмалопродуктов расширят географическое присутствие в регионах мира, а также увеличат объем сырья, для обеспечения производителей продуктов питания и напитков с разнообразием цепочки поставок. По сути, сегодняшний кризис Covid-19 изменит глобальные цепочки поставок продуктов и ингредиентов, но пока трудно предугадать, как все будут взаимодействовать в новых условиях.

КС

Производство картофельного крахмала — Студопедия

Режимы и способы хранения капусты

Особенности условий хранения картофеля по периодам

Картофель имеет 4 периода хранения: лечебный (послеуборочный), охлаждение, основной и весенний. После выкопки картофеля необходимо пройти от 4-5 дней до 2-3 недель – лечебный период. Для вызревших клубней с незначительными повреждениями необходимо их просушка. Во время леч. Периода надо создать условия для зарубцевания повреждений. Сахара превращаются в крахмал. В точках роста завершается переход в состояние глубокого покоя.

Охлаждение. Оптимальная т-ра 15-18°C, влажность воздуха 85-90%. При этом леч. период длится 8-10 суток. Если картофель болеет, то высокая т-ра вызывает их прогрессирование. Поэтому т-ру снижают до 12-15°C. Т-ра в хранилище д/б не ниже 0,5°C. Если есть фитофтора, то т-ру снижают на 1°C в сутки в теч. 20-30 дней. Если нет, то на 0,5°C в теч. 10-20 дней.

Основной. Т-ру устанавливают с учетом сортовых особенностей и целевого назначения. При 1,5-2°C хранят ранний картофель, при 3-4 – поздний. Картофель для чипсов хранят при 7-8°C и влажность 90-95%. Проводят кратковременное вентилирование, чтобы сменить воздух межклубневых пространствах и выравнить т-ру по высоте насыпи – 2-3 раза в неделю по 20-30 минут.

Весенний. Чтобы задержать проростание клубней т-ру основного периода на 1-3°C – вынужденный покой. Можно обработать ингибиторами роста, и облучением – для продовольственного. Семенной прогреть на свету за две недели до посадки при т-ре 18-24°C.

Режим хранения капусты белокочанной и краснокочанной продовольственного назначения подразделяют на два периода: охлаждение и основной. Для длительного хранения капусту убирают с 4-6 плотно прилегающими зелеными листьями и быстро охлаждают ее в хранилище. Скорость охлаждения 0,5-1 °С в сутки, удельная подача воздуха 100-150 м3/(ч-т). В основной период хранения поддерживают температуру— 1-0°С и относительную влажность воздуха 90-98%. Маточники капусты белокочанной и краснокочанной хранят при температуре 1-2°С. В таких условиях хорошо дифференцируют почки. У раннеспелых сортов этот процесс проходит быстрее и кочаны начинают израстать задолго до высадки в поле. Весной для предупреждения израстания температуру в хранилище снижают до 0°С, за 10-15 сут до высадки маточники прогревают до температуры 10-15°С, чтобы стимулировать рост верхушечной почки. Маточники капусты при активном вентилировании можно хранить сплошным слоем до 3 м. При этом выход маточников из хранилища составляет 96-98 %. Вместимость хранилища возрастает более чем в четыре раза, затраты на хранение 1000 маточников снижаются на 73 %. Капуста цветная хорошо хранится 1-2. мес при температуре 0-0,5°С, савойская при той же температуре 4-8 мес, брюссельская до 1 мес. Кольраби сохраняется 5-8 мес. Для всех разновидностей капусты при хранении поддерживают относительную влажность воздуха 90-95%.

70. Технология получения крахмала из картофеля, хранение крахмала

От грязи и посторонних включений картофель отмывают на картофелемойке, потом подают на измельчение. Чем сильнее он будет измельчен, тем полнее будет выход крахмала из клеток, но при этом важно не повредить сами зерна крахмала. Сначала картофель двукратно измельчают на скоростных картофелетерках. Принцип их действия заключается в истирании клубней между рабочими поверхностями, образованными закрепленными на вращающемся барабане пилками с мелкими зубьями. На терках первого измельчения пилки выступают над поверхностью барабана на 1,5…1,7 мм, на терках второго измельчения — не более 1 мм. При втором измельчении дополнительно извлекают 3…5 % крахмала. Качество измельчения также зависит от состояния картофеля (свежий картофель измельчается лучше, чем мороженый или вялый).

После измельчения клубней, обеспечивающего раскрытия большей части клеток, получают смесь, состоящую из крахмала, почти полностью разрушенных клеточных оболочек, некоторого количества неразрушенных клеток и картофельного сока. Эту смесь называют картофельной кашкой. Крахмал, оставшийся в неразорванных клетках, теряется с побочным продуктом производства – картофельной мезгой. Этот крахмал принято называть связанным, а выделенный из клубней картофеля – свободным. Степень измельчения картофеля оценивают коэффициентом измельчения, который характеризует полноту разрушения клеток и количество извлечения крахмала. Его определяют отношением свободного крахмала в кашке к общему содержанию крахмала в картофеле. При нормальной работе он не должен быть меньше 90 %. Для повышения качества крахмала, его белизны и предупреждения развития микроорганизмов в картофельную кашку добавляют диоксид серы или сернистую кислоту.

В состав азотистых веществ сока входит тирозин, который под действием фермента тирозиназы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые могут сорбироваться зернами крахмала и снижать белизну готовой продукции. Поэтому сок отделяют от кашки сразу же после измельчения. Для выделения песка из крахмальной суспензии и отделения мезги с картофельным соком используют гидроциклоны. Принцип их действия основан на возникающей при вращении центробежной силе. В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37…40 %. Ее называют сырым картофельным крахмалом.

Для высушивания крахмала наиболее часто используют непрерывно действующие пневматические сушилки разной конструкции. В основу их работы положен принцип сушки разрыхленного крахмала в движущемся потоке горячего воздуха. Выход готового крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами. В связи с этим содержание крахмала в картофеле, поступающем на переработку, нормировано стандартом и должно составлять не менее 13…15 %, в зависимости от зоны возделывания.

ХРАНЕНИЕ КРАХМАЛА

Хранят крахмал на стеллажах в сухих, чистых, хорошо проветриваемых складах, незараженных вредителями, без посторонних запахов, при относительной влажности воздуха не выше 75 %, без резких перепадов температуры. В этих условиях крахмал может долго храниться без изменения качества, поэтому гарантийные сроки хранения для крахмала не установлены.

Линии для производства картофельного крахмала

 

Линии для производства картофельного крахмала

Предлагаем оборудование и технологические линии различной производительности для производства сухого коммерческого крахмала из картофеля. На данном оборудовании реализуется весь технологический процесс выделения крахмала из картофеля, а так же полный цикл производства от мойки до упаковки готовой продукции.

Характеристики линий:

№	Производ-сть по сырью,  Тонн/час	Производ-сть по крахмалу,  кг/час	Мощность,  кВт	Площадь для оборудования,  м²	Суммарная площадь фабрики  м²
1	1,2	200	43,5	300	1000
2	3	570	185,1	450	1500
3	5	850	232	600	3000
4	10	1500	242	850	5000
5	12,5	2000	403,5	1000	10000
6	15	2300	570	1200	13000

Объемная доля крахмала на единицу сырья зависит от количества крахмала в картофеле и тонкости его измельчения. Т.к. при хранении картофель теряет большую долю своего крахмала, его необходимо перерабатывать как можно быстрее, исключая хранения в весеннее время (с апреля потери крахмала сильно увеличиваются).  Как правило обычный сезон переработки картофеля продолжается 250-300 дней — с сентября по май. В летние месяцы картофель перерабатывают со значи­тельно худшими показателями. Желательно успевать переработать весь картофель в течение 200-т дней.

Мировой рынок крахмала на сегодняшний день один из самых быстроразвивающихся. Это рождает серьезные проблемы, но в то же время открывает новые возможности.
Крахмал обеспечивает почти три четверти пищевой энергии, потребляемой человечеством. Он также широко используется в фармацевтической, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях промышленности.

Оборудование для производства — подробнее

Технология и этапы производства — подробнее 

Расчет рентабельности производства — подробнее

 

Технологическая схема производства крахмала

 

Цех по переработке картофеля. Общая схема.
  

Производство крахмала — Starch production

Производство крахмала — это выделение крахмала из растительных источников. Это происходит на крахмальных заводах. Крахмальная промышленность — это часть пищевой промышленности, где крахмал используется в качестве исходного материала для производства производных крахмала , гидролизатов, декстринов .

Первоначально сырьем для приготовления крахмала была пшеница. В настоящее время основными источниками крахмала являются:

Производство картофельного крахмала

Производство картофельного крахмала включает такие этапы, как доставка и разгрузка картофеля, очистка, измельчение клубней , отделение картофельного сока, экстракция крахмала, рафинирование крахмального молока, обезвоживание очищенного крахмального молока и сушка крахмала .

Цепочка поставок картофельного крахмала существенно различается в зависимости от региона. Например, картофельный крахмал в Европе производят из картофеля, выращенного специально для этой цели. Однако в США картофель не выращивают для производства крахмала, и производители должны получать сырье из потоков отходов кухонного комбайна. Характеристики этих потоков отходов могут значительно различаться и требуют дальнейшей обработки со стороны производителя картофельного крахмала в США, чтобы гарантировать приемлемость функциональности и характеристик конечного продукта.

Доставка и разгрузка картофеля

Картофель доставляется на крахмальные заводы автомобильным или железнодорожным транспортом . Разгрузка картофеля могла производиться двумя способами:

1. сухой — на элеваторах и самосвалах ,
2. мокрый — сильной струей воды.

Уборка

Во время транспортировки картофеля в скруббер по каналу происходит грубая очистка картофеля. Кроме того, перед скруббер , соломки и камни установлены сепараторы. Основная очистка проводится в скруббере (используются разные узкоспециализированные машины). На этом этапе удаляются оставшиеся камни, шлам и легкие отходы . Затем вода, используемая для мытья, очищается и возвращается в технологический процесс.

Ополаскивание клубней

Чаще всего измельчение клубней картофеля проводят роторной теркой . Целью этого этапа является разрушение клеточных стенок , которые, следовательно, высвобождают крахмал. На практике клетки картофеля не разрушаются полностью, и часть крахмала остается в заторе . Картофель целлюлоза быстро темнеет, потому что тирозин представлены в картофеле окисляется с помощью полифенолоксидазы , который находится в клеточном соке. Поэтому клеточный сок нужно отделить как можно быстрее.

Отделение картофельного сока

Это позволяет извлекать полноценный белок из сока и снижает нагрузку на водный сок в виде осадка.

После отделения сока картофеля мякоть направляется на станцию ​​промывки крахмала для выделения крахмала. Чаще всего используются шайбы, ориентированные на поток. В этих машинах пульпа, разбавленная водой, промывается сильной струей воды, чтобы вымыть молочный крахмал. Контрабанда сусла с водой является побочным продуктом — обезвоженной картофельной мякотью . Крахмальное молоко загрязнено мелкими частицами клетчатки (фрагментами ткани картофеля) и оставшимися компонентами картофельного сока, поэтому его называют сырым крахмальным молоком.

Рафинирование крахмального молока

Сырое крахмальное молоко очищается в процессе рафинирования. Это включает в себя удаление мелких волокон из крахмального молока, а затем удаление сока воды и конденсата крахмального молока. Для этого обычно используются грохоты и гидроциклоны . Гидроциклоны из-за малой производительности (примерно 0,3 кубометра в час) подключаются параллельно и работают как мультигидроциклоны. Для удаления песка из крахмального молока используются бигидроциклоны. Чтобы предотвратить ферментативное потемнение картофельного сока, проводят химическую очистку крахмала с помощью сернистой кислоты . Рафинированное крахмальное молоко имеет плотность около 22 ° Be , что составляет около 38% крахмала.

Обезвоживание очищенного крахмального молока и сушка крахмала

Это суспензия крахмала в воде, которую необходимо обезвоживать до 20% влаги . Это эквивалентно содержанию влаги в товарном крахмале при хранении. В этом процессе нельзя использовать высокие температуры из-за опасности клейстеризации крахмала, которая разрушает гранулированную структуру. Это может привести к значительным изменениям функциональных свойств крахмала. Следовательно, удаление излишков воды из молока должно производиться только в условиях, предотвращающих желатинизацию крахмала.

Обезвоживание очищенного крахмального молока осуществляется в два этапа. На первом этапе лишняя вода удаляется с помощью ротационного вакуум-фильтра . Во-вторых, сушат влажный крахмал без приклеивания крахмала. Для этого используется пневматическая сушилка. В этом аппарате влажный крахмал (с содержанием воды 36-40%) плавает в сильном и горячем (160 ° C) потоке воздуха, а затем сушится в течение 2 — 3 секунд. Затем крахмал отделяется от горячего воздуха в циклонах . Благодаря короткому времени высокотемпературной сушки и интенсивному испарению воды из гранул крахмала его поверхность нагревается только до 40 ° C.

Сухой крахмал содержит около 21% воды. При пневмотранспорте крахмал теряет дополнительно 1% воды.

Полученный крахмал хранится отдельно в силосах , в джутовых мешках (100 кг) или бумажных мешках (50 кг). Существует три вида крахмала: высший экстра, высший и прима. Различные сорта крахмала зависят от степени чистоты и белизны. Различия между ними заключаются в кислотности и содержании минеральных веществ.

Таблица 1. Характеристика производства картофельного крахмала.

Обработка	2.000 т / сутки
Коэффициент извлечения крахмала	87%
Расход воды: — стирка — технологические	6,5 м 3 / т 2,5 м 3 / т 4,0 м 3 / т
Расход водяного пара	400-500 кг / т крахмала
ТАК 2 расход	0,8 кг / т картофеля
Урожайность: на тонну картофеля	(16,8%) 175 кг крахмала
Убыток: — потери картофеля (транспортировка и мойка) — потери крахмала в целлюлозе потеря крахмала сочной воды	около 10% 0,5% 8–9% 1,0%

Вода, которая используется при производстве крахмала (грязная вода) для транспортировки и очистки, не должна быть полностью чистой. Поэтому использование осветлителя позволяет использовать замкнутый цикл, что значительно снижает количество необходимой для очистки воды. С другой стороны, требования к качеству технологической воды такие же, как и к питьевой (микробиологическое и химическое загрязнение ). Кроме того, этот тип воды должен содержать небольшое количество металлов, таких как: Ca , Mg , Fe , Mn ; который плохо влияет на свойства крахмала.

Отходы

— Картофельный сок — это жидкие отходы, отделяемые от мякоти картофеля после измельчения с помощью центрифуг или декантеров. Она содержит около 5% сухого вещества, в том числе около 2% ценного белка картофеля высокой питательной ценности, минералов , витаминов и других. Современные крахмальные заводы отделяют сок от затора.

— Картофельный белок можно извлечь из сока путем коагуляции при нагревании при низком pH. Таким образом можно извлечь около 600 кг свернувшегося белка из каждых 1000 кг картофельного белка. Коагулированный белковый продукт содержит около 80% белка (с усвояемостью около 90%), 2,5% минералов, 1,5% жира, 6% не содержащих азота веществ и 10% воды. Благодаря полному набору экзогенных аминокислот препарат является ценным белковым кормом . Оставшийся картофельный сок используется как удобрение .

— Мякоть картофеля — побочный продукт отмывания крахмала от затора. Он содержит все нерастворимые в воде некрахмалистые вещества (фрагменты стенки клеток), волокна и связанный крахмал, который невозможно механически отделить от смешанных партий картофеля. Сухое вещество пульпы содержит 30% крахмал, что делает его хорошим источником корма для животных для коров . Мякоть содержит много воды, сухих веществ около 16%, что неудобно при транспортировке и хранении. Вот почему его действительно часто сушат и обезвоживают .

— Сочная вода — это жидкий побочный продукт, получаемый после очистки крахмального молока. Это в десять раз разбавленный картофельный сок. Поскольку это отстой и его нельзя сбрасывать в открытую воду. Ее необходимо обрабатывать как сточные воды или использовать в качестве удобрения.

Применение картофельного крахмала

Использование сырого крахмала относительно невелико. В основном крахмал используется в качестве материала как при производстве пищевых, так и непищевых продуктов. В пищевой промышленности много крахмала превращается в гидролизаты крахмала. Также из него получают пудинги , желе , десерты , карамель и другие продукты питания. Кроме того, крахмал перерабатывается в модифицированный крахмал, чтобы изменить свойства материала. Модифицированные крахмалы находят широкое применение во многих отраслях промышленности. Применение крахмала в непищевых отраслях включает: производство декстрина и клеев, буровых растворов , биоразлагаемых пластиков , гипсовых связующих и многих других. Кроме того, модифицированные крахмалы используются в качестве стабилизаторов эмульсии . Другими важными областями применения крахмала являются текстильные проклеивающие вещества, наполнители в таблетках для фармацевтических препаратов.

Смотрите также

Ссылки

1. ^ [1] Брошюра по производству крахмала Альфа Лаваль
2. ^ [2] Международный институт крахмала Орхус, Дания, стоки крахмала Потото.

Мечислав Паласинский, 2005. Технология переработки углеводов (на польском языке). Польское общество пищевых технологов, Малопольское отделение, Краков, стр. 63 — 76.

1.2 Технология производства картофельного крахмала

Ведение

Крахмал — главнейший представитель природных углеводов, синтезирующийся в растениях и являющийся основным источником энергии для человеческого организма.

Крахмал, находящийся в клеточных структурах получаемый в виде продукта , представляет собой мелкие глобулы – зерна. Они формируются в некоторых растениях в результате постепенного отложения углеводов как резервного вещества для дальнейшего развития и формирования нового поколения данного растения. крахмал идентификация углевод

Крахмал издавна применяется в кулинарии, в кондитерской промышленности и для других целей. В настоящее время из крахмала вырабатывают разнообразные по свойствам крахмалопродукты. Их используют в пищевой промышленности в качестве заменителей сахара , эмульгаторов , загустителей , стабилизаторов структуры, наполнителей , снижающих калорийность изделий. В кондитерском производстве необходимым сырьем являются крахмальные патоки, обладающие антикристаллизационным действием.

Крахмал получают из запасающих органов растений , в которых он откладывается как резервный углевод. По внешнему виду – это сыпучий порошок белого или слегка желтоватого цвета. Энергетическая ценность 100 г крахмала ( в кДж): картофельного – 1251, кукурузного – 1376. Крахмал хорошо переваривается и легко усваивается организмом.

Являясь основным резервным углеводом растений , крахмал в больших количествах находится почти во всех семенах , так же в клубнях , корневищах и других частях растений. Однако для промышленного получения крахмала человечество прис-пособилось использовать , прежде всего, клубни картофеля , зерна кукурузы, пшеницы, риса, ржи.

Обладая большой энергетической ценностью, крахмал и некоторые углеводные продукты его переработки являются концентратом энергии, благодаря чему они активно используются человеком для употребления в пищу (после кулинарной обработки), а также для получения различных пищевых продуктов.

Крахмал в России вырабатывают в основном из картофеля и кукурузы. В некоторых, преимущественно южных и восточных, зарубежных странах его получают также из клубней маниокини (крахмал тапиоки), зерен сорго и др. В США крахмал вырабатывают главным образом из кукурузы.

В России промышленное производство крахмала началось в начале XVIII века , когда около Петербурга была создана мастерская для выработки крахмала из пшеницы. Этот крахмал использовался для технических целей, в частности, при изготовлении хлопчатобумажного полотна (для его шлихтования). В дальнейшем в качестве сырья для производства крахмала начали применять и картофель.

Целью выполнения курсовой работы является обзор рынка крахмаловой продукции, изучение жизненного цикла крахмала и крахмалопродуктов, а также их свойств, пищевой ценности, методов идентификации и изучение ассортимента магазиана «Пятёрочка».

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

-изучить ассортимент продукции;

-узнать технологии производства разных видов продукции данной категории;

-определить факторы влияющие на показатели качества крахмала и крахмалопроодуктов;

-выяснить основные методы фальсификации крахмала и крахмалопродуктов.

1. Теоретическая часть

1. Состав и основные свойства крахмала и крахмалопродуктов

В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, получивших название крахмальных зерен. Форма, структура и размер крахмальных зерен характерны для каждого вида крахмала, в связи с чем с помощью микроскопа можно определить его происхождение и наличие примесей крахмалов других видов. Для каждого вида крахмала характерны определенная форма, размер и свойства (различная вязкость, устойчивость клейстера, цвет), на чем и основана его идентификация.

Для рисового крахмала характерны следующие показатели:

— массовая доля влаги колеблется от 11 до 13%;

— зерна рисового крахмала при микрокопировании имеют многогранную форму очень маленьких размеров от 3 до 8 мкм.

Кукурузный крахмал имеет следующие характерные отличия:

— массовая доля влаги колеблется от 11 до 13%;

— при микроскопировании зерна крахмала, выделенные из роговидной части эндосперма кукурузы – многогранные, из мучнистой – круглые. При этом зерна представляют собой пирамиды, поэтому в центре зерна видна точка, от которой отходят лучи-грани этой пирамиды.

Картофельный крахмал имеет следующие отличия от других:

— массовая доля влаги колеблется от 17 до 20%;

— при микроскопировании крахмальные зерна около 100 мкм в поперечнике, которые имеют овальную форму (напоминающие форму клубня, но в малых размерах) и на поверхности присутствуют бороздки, концентрически размещенные вокруг глазка-точки или черточки.

У пшеничного крахмала имеются следующие особенности:

— массовая доля влаги колеблется от 11 до 13%;

— при микроскопировании для пшеничного крахмала характерно присутствие зерен крупного размера (около 40 мкм) и мелких – от 2 до 10 мкм, при этом они имеют плоскую эллиптическую или округлую форму.

Плотность зерен крахмала (в кг/м): картофельного – около 1,65, кукурузного – 1,61. Масса 1 м картофельного крахмала влажностью 20 % — 650 кг.

Важнейшее свойство крахмала – способность подвергаться гидролизу под действием кислот и ферментов. В состав крахмальных зерен входят две природные фракции: крахмала – амилоза и амилопектин. В амилозе остатки глюкозы соединены в основном а-1,4-гликозидными связями. Линейная или слабо разветвленная цепь амилозы способна благодаря а-1,4- гликозидным связям закручиваться в спираль с периодом в 6–7 остатков глюкозы. Спиралеобразное строение амилозы обусловливает ее способность образовывать комплексные соединения с йодом и некоторыми другими веществами. Полимеризация макромолекул амилозы различна – достигает 1000 – 6000 и более глюкозных остатков. Для амилопектина характерна разветвленная структура. В линейных участках остатки глюкозы связаны а-1,4-, а в точках ответвлений – а-1,6-гликозид-ными связями. Степень полимеризации амилопектина значительно выше, чем амилозы.

Свойства этих полимеров различаются. Так, амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретроградирует (осаждается ) в виде труднорастворимого геля. Амилопектин набухает в воде и дает стойкие вязкие коллойдные растворы; он препятствует ретроградации амилозы в растворах крахмала. Благодаря способности амилозы образовывать упорядоченные кристаллические структуры из амилозной фракции крахмала получают эластичные пленки. В растворе амилоза окрашивается йодом в чисто синий цвет. Амилопектин дает с йодом фиолетово-красное окрашивание. В крахмале большинства растений на долю амлозы приходится 17 – 25 %. В восковидных зернах кукурузыамилоза почти отсутствует.

Химический состав кукурузного и картофельного крахмала представлен в таблице 1.

Таблица 1. Химический состав кукурузного и картофельного крахмала:

Название вещества	Содержание на 100г,%
	Картофельный	Кукурузный
Вода	20	13
Белки	0,1	1,0
Жиры	Следы	0,6
Углеводы усвояемые	79,6	85,2
Зола	0,3	0,2
Минеральные вещества (Na, K, Сa, P, Mg)	0,1	0,07

Природные крахмалы помимо углеводов содержат некоторые количества (2,4 – 3,9 %) и неуглеродных компонентов.

Зольные элементы (в количестве 0,2 – 0,7 %) представлены главным образом фосфорной и сернистой кислотами. При этом в крахмале они связаны с углеводной частью сложно – эфирной связью, а кукурузном, пшеничном, рисовом фосфорная кислота находится в связи с другими веществами и удаляется экстрагированием теплой водой, спиртом и другими растворителями. В амилопектине картофельного крахмала фосфора значительно больше, чем в амилозе, и соответственно, фосфорная кислота влияет на свойства крахмала и обусловливает в некоторой степени его кислотность.

В крахмале обнаружены такие высокомолекулярные жирные кислоты, как пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и другие, и общее их содержание достигает 0,6 %. Поскольку эти жирные кислоты адсорбированы на полисахаридной фракции крахмала и могут быть удалены из него путем экстрагирования нейтральными органическими растворителями, например, метиловым спиртом. Жирные кислоты оказывают влияние на свойства крахмала, например, на его запах и цвет. При производстве крахмала по обычной схеме их отделить не удается, однако перед гидролизом крахмала они обязательно должны быть удалены.

В крахмале, особенно кукурузном и пшеничном, содержатся небольшие количества азотистых веществ, которые остаются в нем в виде примесей даже при очень тщательной очистке крахмала в процессе производства.

Запах крахмала слабый, более выраженный у картофельного, содержащего эфирные масла (0,0001 – 0,1 %). Крахмал как запасной полисахарид присутствует в растительных клетках в водонерастворимой форме. Поэтому хорошо промытый, не подвергавшийся порче крахмал безвкусен.

Крахмальные зерна имеют кристаллическую структуру, способны к двойному лучепреломлению. Микрокристаллы крахмальных зерен образованы макромолекулами амилозы и амилопектина. На свойства крахмала влияет прочность валентных (водородных, эфирных) связей между ними. Внешний слой крахмальных зерен – отличается от внутренних большей плотностью к внешним воздействиям.

В зависимости от строения и степени полимеризации макромолекул, прочности связей между ними, структуры и величины зерен крахмалы разного происхождения различаются по свойствам. Особенно значительны различия между крахмалом картофельным и злаковым – пшеничным, кукурузным и др.

Микропористое строение крахмальных зерен обусловливает их высокую сорбционную способность. Благодаря гидрофильным свойствам амилозы и амилопектина крахмальные зерна при тонкопористой структуре очень гигроскопичны, особенно высока гигроскопичность картофельного крахмала.

Таблица 2. Содержание амилозы и амилопектина в разных видах крахмала:

Виды крахмала	Содержание амилозы, %	Содержание амилопектина, %
Картофельный	19-22	78-81
Пшеничный	24	76
Кукурузный	21-23	77-79
Рисовый	17	83

К основным физико-химическим свойствам крахмала, имеющим большое значение для потребительских свойств, относятся способность крахмала к клейстеризации, вязкость клейстеризованных растворов и их способность давать студни.

Клейстеризация крахмала проявляется при его нагревании в воде, и эта его способность к клейстерообразованию обусловлена наличием в нем амилопектина. В первой фазе нагревания вода медленно и обратимо поглощается зернами крахмала, причем происходит их ограниченное набухание. Вторая фаза характеризуется тем, что зерна быстро набухают, во много раз увеличиваясь, поглощая большое количество влаги и быстро теряя двойное лучепреломление, т. е. свою кристаллическую структуру. При этом вязкость крахмальной суспензии быстро возрастает, и небольшое количество крахмала растворяется в воде. В третьей фазе набухания, протекающей при повышенных температурах, зерна становятся почти бесформенными мешочками, из которых вымылась наиболее растворимая часть крахмала.

Температура клейстеризации крахмала – величина довольно постоянная, и концентрация крахмала почти не влияет на эту температуру. Однако она колеблется в зависимости от многих факторов: сорта крахмала, района и условий выращивания расте-ния и др. Обычно температура клейстеризации находится в пре-делах 60 – 70о С. Кукурузный крахмал имеет более высокую (примерно на 5о С ) температуру клейстеризации, чем картофельный, рисовый и пшеничный крахмалы. В холодной воде (до 40 – 45о С) крахмал набухает ограниченно, зерна сохраняют первоначальный внешний вид.

В таблице 3 указывается температура клейстеризации основных видов крахмала.

Таб. 3.

Вид крахмала	Температура клейстеризации, С
	Начальная	конечная
Картофельный	59	68
Пшеничный	58	64
Кукурузный	62	72
Рисовый	68	78

Вязкость крахмальных клейстеров имеет очень важное практическое значение. При этом вязкость амилопектиновой фракции выше, чем амилозной, вследствие своего ветвистого строения молекулы амилопектина (внутреннее строение у растворов с такими объемистыми молекулами больше). Вязкость клейстеров картофельного крахмала значительно выше, чем у кукурузного и пшеничного.

Пищевые кулинарные изделия, получаемые из крахмала (соусы, подливки, кисели и пр. ), должны обладать необходимой вяз-костью. Чем большую вязкость имеет клейстер, содержащий определенное количество крахмала, тем меньше его надо расходовать для получения продуктов с требуемой вязкостью. Картофельный крахмал дает клейстеры со значительно большей (в среднем) вязкостью, чем кукурузный. Для получения клейстеров с одинаковой вязкостью нужно брать разные количества того или иного крахмала, например, 100 частей картофельного крахмала или 130 частей кукурузного крахмала. Однако эти соотношения меняются в зависимости от того, насколько значительной должна быть получаемая вязкость: чем она выше, тем меньшая разница наблюдается между свойствами картофельного и кукурузного крахмала.

Студнеобразующая способность, проявляется при достаточном содержании крахмала в клейстеров , а образование и свойства студней из них зависят, в основном, от амилозной фракции. Амилоза картофеля имеет меньшую скорость ретроградации, чем кукурузы или пшеницы. Студни из картофельного крахмала сохраняются дольше. Важным свойством студней является их прозрачность, определяемая свойствами амилопектина, наличием связанной с ним фосфорной кислоты, ионов щелочных или щелочно-земельных металлов. Студень картофельного крахмала– прозрачный, бесцветный, тягучий; кукурузного – молочно-белого цвета, пастообразный. Известно, что студни образуются в тех случаях, когда молекулы имеют цепочное (линейное) строение.

Образование студней используются, например, при изготовлении киселей, запеканок, конфет, колбас и др.

Свойства крахмальных студней зависят от концентрации крахмала, продолжительности выстойки и других факторов. Прочность студней быстро возрастает при их хранении и выстойке, причем наиболее быстро у концентрированных студней.

Студни из крахмалов разных видов по своим свойствам не одинаковы. Так, студень, содержащий 20 % рисового крахмала, имеет вначале в 1,5 раза большую прочность, чем такой же студень из картофельного крахмала. После 4-часовой выстойки прочность первого студня возрастает примерно в два раза, а второго – в пять раз, поэтому второй студень оказывается почти в два раза прочнее, чем первый.

Студни, изменившие первоначальную прочность во время хранения, после вторичного нагревания приобретают ее снова, т. е. явления структурообразования обратимы при нагревании, причем у рисовых и пшеничных крахмалов наблюдается полная обратимость, а у картофельных – ограниченная.

Скорость структурообразования при выстойке уменьшается с повышением температуры выстойки, и процесс уплотнения студня из картофельного крахмала прекращается при 70 о, а из рисового – при 50о.

У крахмальных студней, особенно из картофельного крахмала,с течением времени наблюдается синерезис, проявляющийся в том, что в результате уплотнения гелевой структуры выделяется свободная вода на поверхности.

В растворе амилоза окрашивается йодом, в синий цвет, а амилопектин, отделенный от амилозы, дает с йодом фиолетово-красное окрашивание. Таким образом, легко можно отличить обычный кукурузный крахмал от крахмала, полученного из восковидной кукурузы, по реакции с йодом.

Поэтому крахмал легко гидролизуется под влиянием неорганических кислот и амилолитических ферментов и дает гидролизаты, содержащие более простые углеводы, то на этом свойстве крахмала и основаны технологии получения из него патоки и глюкозы.

В молекуле крахмала имеется много свободных гидроксильных (спиртовых) групп, которые способны вступать в химические реакции со многими соединениями и давать эфиры и различные производные. На этом основано получение различных модифицированных его производных. Крахмал отличается большой лабильностью: под влиянием многих химических, физико-химических и физических факторов его свойства могут изменяться в большей или меньшей степени.

В качестве сырья для производства крахмала наиболее пригодны устойчивые к заболеваниям технические или универсальные сорта картофеля, так как они отличаются высокой урожайностью, большим содержанием крахмала и малым содержанием клетчатки и азотистых веществ, хорошей лежкоспособностью (т. е. способностью сохранять свои качества во время хранения). Для этого используются также и районированные сорта картофеля: из ранних – Эпикур, Ранняя роза; из среднеспелых – Лорх; из позднеспелых – Вольтман. Сезон работы картофеле-крахмального завода ограничен сроками сохранности картофеля. Его хранят обычно при заводах чаще всего в буртах, иногда в стационарных хранилищах при соблюдении обычных для картофеля условий хранения.

В картофеле крахмальные зерна находятся в клетках клубня и окружены клеточным соком. На качество вырабатываемого крахмала отрицательно влияет повышенное содержание белков, аминокислот и соланина. Белковые вещества, являясь хорошими пенообразователями, затрудняют промывку крахмальных зерен, загрязняют крахмал, осаждаясь на поверхности глобул в виде хлопьев.

При окислении аминокислоты тирозина образуются темноокрашенные меланины, что увеличивает цветность крахмала. Тирозин также дает окрашенные соединения с ионами железа.

Соланин, чаконин, представляющие собой гликозиды, являются хорошими пенообразователями, а также затрудняют качественную промывку крахмальных зерен.

Зольные элементы, переходящие в крахмал из клубня, влияют на его вязкость и клейстеризацию. Повышенное содержание зольных элементов в крахмале, в том числе нерастворимых в соляной кислоте, указывает на несоблюдение технологического процесса и попадание частиц земли, песка в готовый продукт.

Крахмалопаточная промышленность вырабатывает крахмалопродукты нескольких сот наименований. К крахмалопродуктам, используемым для пищевых целей, относятся: саго искусственное, модифицированные крахмалы, сахаристые гидролизаты крахмала — крахмальная патока, глюкоза и др.

Саго искусственное.

Саго искусственное вырабатывают из крахмала, который подвергают частичной клейстеризации. Саго натуральное получают из сердцевины саговых пальм. Саго имеет нежный вкус, хорошо усваивается Из него готовят каши, начинки и др.

Сырой крахмал, поступающий на изготовление саго, дополнительно очищают, обезвоживают до влажности 45-47 %, при которой он способен при просеивании разделяться на отдельные кусочки. Кусочкам придают шарообразную форму в катальном барабане и сортируют на ситах по размеру. Полученную крупку запаривают, продувая воздух температурой 70-80 °С. На поверхности саго образуется роговидная корочка из оклейстеризованного слоя. Картофельное саго высушивают до влажности 16%, кукурузное — до 13 %. Высушенное саго снова сортируют и полируют. Выпускают саго с зернами диаметром (в мм): мелкое — от 1,5 до 2,1 и крупное — от 2,1 до 3,1. Крупного саго в мелком и мелкого в крупном допускается не более 10 %.

По качеству саго делят на высший и 1-й сорта. Саго высшего сорта из картофельного крахмала матово-белое, 1-го сорта может иметь сероватый оттенок. Саго из кукурузного крахмала имеет желтоватый оттенок. В саго не допускаются посторонние привкусы, запахи, хруст при кулинарной пробе. Нормируются влажность, зольность, кислотность, набухаемость саго, содержание в нем мелочи (частичек менее 1,4 мм).

Упаковывают саго в мешки массой по 50 кг или фасуют в мелкую тару. Условия хранения те же, что и крахмала.

Модифицированные крахмалы.

Модификация нативного крахмала — направленное изменение его свойств — растворимости, вязкости, прозрачности, стабильности клейстеров и др. В производстве пищевых продуктов применяются модифицированные крахмалы: расщепленные — гидролизованные кислотой, окисленные, набухающие: замещенные — эфиры и сополимеры.

Расщепленные крахмалы. Модифицированные крахмалы этой группы получают путем нарушения физической или химической структуры крахмала. Клейстеры расщепленных крахмалов отличаются пониженной вязкостью, большей прозрачностью и стабильностью. Из-за сравнительно низкой вязкости клейстеров расщепленные крахмалы называют жидкокипящими.

Крахмал, модифицированный кислотой, приготовляют при нагревании слабо подкисленной водной суспензии крахмальных зерен до температуры ниже температуры клейстеризации крахмала. Нагрев и длительность обработки суспензии определяются заданными свойствами модифицированного крахмала. Под действием кислоты в зернах крахмала ослабляются межмолекулярные связи и происходит частичное расщепление гликозидных связей. Молекулы амилопектина становятся менее разветвленными. Вследствие этого крахмал дает более прозрачные студни. Клейстеры крахмала, модифицированного кислотой, при охлаждении образуют эластичные студни. Этот крахмал широко применяют в пищевой промышленности, например пшеничный и кукурузный для приготовления желейных конфет, картофельный для пудинговых смесей.

Окисленные крахмалы вырабатывают с применением перманганата и бромата калия, гипохлорита, перекисей, йодной кислоты и других окислителей. Окислители вызывают гидролитическое расщепление гликозидных связей с образованием альдегидных групп, окисление спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. При окислении разрушаются или ослабляются межмолекулярные связи в крахмальных зернах, снижается их прочность. Окисляют крахмал в водных суспензиях и полусухой. По сравнению с исходным окисленные крахмалы способны давать менее вязкие, но более прозрачные и стабильные клейстеры. Их применяют в качестве заменителей агара, аг’ароида при производстве желейных кондитерских изделий, для стабилизации мороженого, продуктов молочной и пищеконцентратной промышленности. Их добавки улучшают структуру пористого хлеба, способствуют большей эластичности мякиша, замедлению черствения хлеба.

Набухающие крахмалы при контакте с водой поглощают ее значительно больше, чем исходный крахмал. Они отличаются повышенной растворимостью в холодной и теплой воде.

Получают набухающие крахмалы следующим образом: предварительно клейстеризуют исходный крахмал и высушивают клейстер в тонком слое; нагревают при ограниченном присутствии влаги; подвергают влаготермической и механической обработке крахмал с низкой влажностью.

Набухающие крахмалы оценивают по увеличению объема в водной среде при комнатной температуре (в мл/г), растворимости, вязкости клейстеров (в МПа-с), водоудерживающей способности. Их применяют: для получения загущенных продуктов быстрого приготовления, пудингов, сухих смесей кексов и т. п.; в производстве сбивных кондитерских изделий; в качестве связующего вещества и стабилизатора влажности при производстве мясных полуфабрикатов.

В кулинарии набухающий крахмал, особенно амилопектиновый, вводят в начинки пирогов для загущения.

Перспективно развитие производства экструзионных крахмалов и крахмалопродуктов. Они по своим свойствам относятся к группе набухающих крахмалов. При их изготовлении исходное сырье в специальных аппаратах — экструдерах подвергают влаго-термомеханическому воздействию при температуре выше температуры клейстеризации крахмала. Порошкообразный крахмал клей-стеризуется и в виде тестообразной массы выпрессовывается из аппарата через матрицы. В результате изменения давления объем выдавливаемого продукта мгновенно увеличивается в несколько Раз, приобретая пористую структуру, образуемую высушенными «ленками клейстера.

Путем экструзионной обработки получают новые продукты (ароматические масла, пряности, вкусовые добавки и др.) в капсулах из набухающего крахмала. Экструдаты кукурузного крахмала используют для производства мясных и рыбных продуктов.

Замещенные крахмалы. В результате присоединения химических радикалов или совместной полимеризации с другими высокомолекулярными соединениями крахмал приобретает новые свойства. В пищевой промышленности.чаще применяют крахмалофос-фаты — эфиры крахмала и солей фосфорной кислоты. Их используют в качестве загустителей, стабилизаторов, эмульгаторов, не имеющих вкуса и запаха.

Клейстеры фосфатных крахмалов при замораживании и оттаивании ретроградации не подвергаются. Поэтому они пригодны для стабилизации и загущения пищевых продуктов, сохраняемых в замороженном состоянии. Полученный в определенных условиях дикрахмалофосфат образует клейстеры, устойчивые к действию высоких температур, кислой среды, перемешивания. Его используют для загущения консервов, подвергающихся стерилизации.

Фосфатный крахмал применим в производстве мучных кондитерских изделий, кремов, майонезов, продуктов детского и диетического питания. В монофосфатах, используемых для пищевых целей, допускается содержание замещенного фосфора не более 0,4 %, в дикрахмалофосфатах — не более 0,04 %.

Эфиры крахмала и уксусной кислоты отличаются повышенной стабильностью и прозрачностью растворов, способностью образовывать прочные пленки. Ацетилированные крахмалы сохраняют свои свойства при низких значениях рН, высоких температурах, образуют клейстеры, устойчивые при хранении, замораживании и оттаивании. Для пищевых целей используют ацетаты крахмала низкой степени замещения. После предварительной клейстериза-ции их вводят в сухие смеси кремов и начинок. Поперечносвязанные ацетилированные крахмалы применяют при производстве консервов, замороженных, выпекаемых продуктов.

Крахмал можно изготовить, используя различное сырье. При этом технология производства немного различна. В данной работе представлена технология производства картофельного и кукурузного крахмалов. Технологическая схема производства крахмала включает следующие технологические процессы: мойку картофеля, его измельчение, выделение крахмала из кашки, выделение крахмала из крахмального молока и промывание крахмала, его сушку. При переработке картофеля на первой стадии получают сырой крахмал, из которого далее вырабатывают или сухой крахмал, или крахмалопродукты (патоку, саго и др.).

Переработку картофеля начинают с тщательной его мойки, используя для этой цели механизированные моечные машины непрерывного действия с противоточным движением воды и картофеля, передвигаемого с помощью бил. Эти машины имеют камнеловушки и приспособления для отделения соломы. Мойка должна быть проведена очень тщательно, чтобы в готовый продукт не попали посторонние примеси (земля, песок и пр.) Измельчение картофеля проводят с целью вскрытия клеточных структур клубня, получения кашки и выделения из нее зерен крахмала. Чем сильнее он будет измельчен, тем полнее будет выход крахмала из клеток, но при этом важно не повредить сами зерна крахмала. Картофель измельчают в скоростных непрерывно действующих терках. Принцип их действия заключается в истирании клубней между рабочими поверхностями, образованными закрепленными на вращающемся барабане пилками с мелкими зубьями. На терках первого измельчения пилки выступают над поверхностью барабана на 1,5…1,7 мм, на терках второго измельчения- не более 1 мм. При втором измельчении дополнительно извлекают 3…5 % крахмала. Качество измельчения также зависит от состояния картофеля (свежий картофель измельчается лучше, чем замороженный или вялый). Выделение крахмала из кашки осуществляют на цилиндрических щеточных горизонтальных ситах непрерывного действия. При этом через сита проходят зерна крахмала, имеющие меньщие размеры, чем преобладающая часть обрывков клеточных стенок – мезги, сходящей с сита. Сход с каждого сита, содержащий неразорванные клетки, идет снова на терку, после чего его снова пропускают через более мелкое сито. Всю протертую массу направляют для очистки от более мелких частиц мезги, чем крахмальное зерно, на более плоское, сотрясательное рафинированное сито, затем получают крахмальное молоко. При пропускании кашки через сита ее промывают водой для лучшего отделения крахмала.

Выделение крахмала из молока и промывание крахмала является наиболее ответственной технологической операцией, влияющей на качество готового продукта. Благодаря указанным операциям происходит дальнейшая очистка крахмальных зерен от растворимых клеточных примесей и мелких взвешенных частиц. К растворимым примесям, содержащимся в клеточном соке, относятся минеральные вещества (соли калия, фосфорной кислоты и др.), органические кислоты (яблочная, щавелевая и др.), азотистые и другие органические вещества. Эти примеси способны загрязнить крахмал, увеличивая его зольность и кислотность, придавая крахмалу посторонний запах и привкус, обуславливая его потемнение.

Выделение крахмала можно вести при помощи отстойных чанов или на осадительных центрифугах. Крахмальные зерна, имея удельный вес во влажном состоянии около 1,25 оседают на дно. Эта операция занимает около 8 часов в отстойных чанах или несколько секунд на осадительных центрифугах. Осевший крахмал промывают водой. При промывке, наряду с крахмальными зернами, оседают и нерастворимые примеси (мелкие частицы мезги ), но оседая медленнее из-за своего меньшего удельного веса и большей парусности, они образуют на осевшем крахмале верхний загрязненный слой. После сливания воды ловушечный крахмал отделяют и перерабатывают отдельно.

Для повышения качества крахмала, его белизны и предупреждения развития микроорганизмов в картофельную кашку добавляют диоксид серы или сернистую кислоту.

В состав азотистых веществ сока входит тирозин, который под действием фермента тирозиназы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые могут сорбироваться зернами крахмала и снижать белизну готовой продукции. Поэтому сок отделяют от кашки сразу же после измельчения. Для выделения песка из крахмальной суспензии и отделения мезги с картофельным соком используют гидроциклоны. Принцип их действия основан на возникающей при вращении центробежной силе. В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37…40 %. Ее называют сырым картофельным крахмалом.

Сушку крахмала после вторичной промывки водой вначале проводят на осушающей центрифуге для удаления механически связанной с крахмалом воды. При этом влажность крахмала снижается с 50-55 до 35-40 %. А далее крахмал сушат до остановочной влажности не более 20 %. Для сушки применяют непрерывно действующие сушилки, в которых крахмал передвигается либо на по лотняных конвейерных лентах, либо во вращающихся горизонтальных барабанных сушилках. Более совершенными и дающими более качественный продукт являются вакуум-сушилки. Повышенная температура крахмала при сушке, особенно в ее начале, может вызвать клейстеризацию крахмала, его потемнение и снижение вязкости клейстеризованных растворов. Поэтому температура крахмала в начале сушки не должна превышать50о – 55о , а в конце может повышаться до 80о – 85о. После сушки крахмал охлаждают и пропускают через сита, где отделяется крупка (заклейстеризовавшиеся частички) и пр-сеиваются крахмальные зерна. При этом происходит разделение крахмала на сорта: вначале собирают крахмал высших, затем более низких сортов. Мелкие раздробленные крахмальные зерна просеиваются через сита в первую очередь, затем просеиваются целые крахмальные зерна, а крупка, измельчаясь трением частиц друг о друга при передвижении вдоль сит, просеивается на некотором отдалении от начала. Крупка, которая не прошла через сита, дополнительно измельчается и просеивается на особых мельницах.

Выход сухого крахмала из картофеля составляет около 18 – 20%, и коэффициент извлечения крахмала (т. е. выход крахмала в процентах от всего крахмала, содержащегося в картофеле) обычно составляет 80 – 85 %, а при более совершенном оборудовании повышается до 90 – 95 %. При производстве крахмала предусмотрен его выпуск в двух формах: сухой и сырой картофельный крахмал. Количество сырого картофельного крахмала определяют в соответствии с ОСТ10-103-88. Различают сырой крахмал марки А и марки В с влажностью 38 и 50 % соответственно. В зависимости от качества (цвета, наличии вкраплений, постороннего запаха) сырой крахмал подразделяют на три сорта – первый, второй и третий. Сырой крахмал – скоропортящийся продукт и длительному хранению не подлежит, для консервации можно использовать диоксид серы 0,05 %-ной концентрации.

Оборудование для производства крахмала. Проектирование линий

Dry Food – инжиниринговая компания, которая имеет большой опыт в разработке технологических проектов и поставке специального оборудования. Мы предлагаем индивидуальные решения для производства крахмала и сопутствующих продуктов. Мы гордимся тем, что можем реализовывать все задумки наших клиентов, имея высочайшие компетенции в отрасли промышленной переработки, обезвоживания продуктов и оптимизации технологических процессов.

Наша компания фокусируется на производстве крахмала из картофеля, кукурузы и пшеницы. Мы предоставляем широкий спектр услуг по технологическому проектированию, применяем на практике наши ноу-хау в технологиях, поставляем оборудование для комплексных проектов по производству крахмала и сопутствующих продуктов. Наряду с нашими знаниями производственных технологий, мы заботимся об экологии, используем энерго- и ресурсосберегающие технологии. Вопросы экономии ресурсов крайне важны при проектировании и создании завода по производству крахмала, поскольку они являются решающими факторами возврата вложенных инвестиций.

Линии для производства картофельного крахмала:

• Приемка, взвешивание, инспекция.
• Мойка картофеля, удаление камней.
• Измельчение картофельного сырья.
• Экстракция крахмала.
• Концентрация.
• Очистка и фильтрация.
• Мойка крахмала.
• Излечение крахмала из воды.
• Сушка крахмала.
• Упаковка и хранение.

Линии для производства пшеничного крахмала:

• Приемка сырья и смешивание.
• Гомогенизация.
• Дробление и измельчение.
• Отделение клетчатки.
• Агломерация глютена.
• Сепарация глютена.
• Извлечение глютена из воды и сушка.
• Очистка крахмала.
• Извлечение крахмала из воды и сушке.
• Хранение и упаковка.

Линии для производства кукурузного крахмала:

• Выщелачивание.
• Первичный помол.
• Отделение зародыша.
• Сепарация масел.
• Вторичный помол.
• Отделение клетчатки.
• Отделение белка.
• Извлечение из воды и сушка белков.
• Очистка крахмала.
• Извлечение из воды и сушка крахмала.
• Упаковка и хранение.

Оборудование для дробления и измельчения.

Данный тип оборудования применяется для измельчения крахмалосодержащего сырья: клубней картофеля, зерен кукурузы или пшеницы. Главной функцией подобного оборудования является нарушение структуры клеточных связей и освобождение крахмала из клеток растения.

Оборудование для сепарации.

В производстве крахмала применяется несколько этапов сепарации и отделения одних составляющих от других. Разное оборудование подбирается под определенные процессы, которые могут быть влажными и сухими. Доступны фильтры, способные отделять частицы размером от 30 микрон.

Гидроциклоны.

В процессе производства крахмала используются гидроциклоны. Технология нашла широкое применение благодаря простоте процесса и относительно низких эксплуатационных расходов.

Ротационные вакуумные фильтры.

Вакуумная фильтрация является зарекомендовавшей себя методикой, для отделения частиц от жидкостей. Поскольку вращающиеся вакуумные фильтры могут быть оснащены различными системами фильтрации, они успешно применяются во многих отраслях промышленности, от фармацевтики до переработки отходов.

Если требуется изменить начальные характеристики крахмала, то его подвергают модификации, и меняют свойства путем дополнительной обработки. Такие крахмалы используется в пищевой промышленности в качестве наполнителей, стабилизаторов и загустителей. Основные свойства, которых добиваются модификацией, это отсутствие запаха, изменение цвета, рассыпчатость и т.д. В других отраслях промышленности также используют модифицированные крахмалы, придавая им нужные свойства в процессе производства.

Для консультаций по реализации проектов по строительству заводов по производству крахмала, обращайтесь к нашим специалистам.

История производства крахмала | Творческие проекты и работы учащихся

1. История производства крахмала

Производство крахмала было известно в глубокой древности. По свидетельству ряда античных писателей, пшеничный крахмал получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и Риме. Зерна пшеницы замачивали подслащенной во­дой в деревянных чанах, подвергали брожению, после чего разминали нога­ми, затем массу пропускали через льняную ткань или сито; полученную крахмальную суспензию осаждали в специальных отстойниках, сырой крах­мал намазывали на камни и высушивали на солнце.

Начало производства крахмала из пшеницы в других евро­пейских странах относится к XVI в., а в XVII в. почти одновре­менно с распространением культуры картофеля, завезенной из Америки, стали получать картофельный крахмал. Более широко распространилось производство картофельного крахмала почти во всех странах Европы в конце XVIII в. после изобретения ручной тёрки.

Из литературы нам стало известно, что пшеничный крахмал получали в Древней Греции и Риме.

В странах Европы крахмал из картофеля стали получать в 17 веке.

В Россию картофель был завезен в начале XVIII века Петром Первым. После повсеместного распространения этой культуры в нашей стране из картофеля стали делать крахмал. До появления картофеля в качестве загустителя для киселя использовали в основном овсяный отвар.

Русский химик Константин Сигизмундович Кирхгоф (19.02.1764–26.02.1833) родился в немецком герцогстве Мекленбург-Шверин. В 1792–1802 году работал помощником директора, а потом директором Главной аптеки Петербурга. В 1814 году К.С.Кирхгоф в вытяжке из проросших семян ячменя открыл фермент, осуществляющий осахаривание (гидролиз) крахмала. На основании этих исследований был создан первый промышленный процесс получения патоки и глюкозы из крахмала.

Слово «крахмал» вошло в русский язык с петровских времён. Оно заменило старославянское «скроб», существующее до сих пор в чешском и сербско-хорватском языках. Считают, что слово «скроб» имеет звукоподражательный характер: порошок крахмала хрустит, когда его мнут пальцами. «Крахмал» – искажённое немецкое Kraftmehl (состоит из двух корней: Kraft – «сила» и Mehl – «мука»).

В Интернет-источниках мы прочитали следующее: «Крахмал – углевод, который присутствует в овощах, фруктах, злаках, бобовых, орехах. Нет ничего опасного в том, если мы будем употреблять крахмалистые плоды и злаки. Вредит здоровью крахмал, который в виде порошка добавляют в продукты питания, как наполнитель».

2. Крахмалосодержащие продукты

Главными усваиваемыми углеводами в питании человека являются крахмал и сахароза. На долю крахмала приходится примерно 80 % всех потребляемых человеком углеводов. Крахмал является главным энергетические ресурсом человека. Источники крахмала – зерновые, бобовые, картофель.

Растительные продукты, которые содержат больше всего крахмала:

• Фасоль
• Чечевица
• Картофель
• Кукуруза
• Рис
• Гречка
• Нут
• Картофель батат
• Амарант

Продукты с небольшим содержанием крахмала:

• Морковь
• Свекла
• Баклажан
• Репа

3. Поиск крахмала в разных продуктах

План по исследованию крахмала:

1. попытаемся выделить крахмал из клубней картофеля и зёрен пшеницы;
2. опытным путём с помощью раствора йода проверим наличие или отсутствие крахмала в различных частях растений, продуктах питания.

Поместили зёрна в кофемолку. В стеклянную банку высыпаем шрот – вещество, напоминающее муку. Замесили тесто и оставили на несколько минут.

Под струёй воды над плотным капроновым ситом отмывали клейковину от крахмала и оболочек пшеницы. Вода в тазу стала мутной. Когда из таза вылили воду, на дне был осадок – частицы крахмала и оболочки пшеницы (отруби).

Вот и получили результат – выделили крахмал не только из картофеля, но и пшеницы.

Изучим некоторые свойства крахмала.

1. При смешивании крахмала с водой, крахмал не растворяется, на дне ёмкости появляется осадок. В горячей воде набухает, становится вязким, получается клейстер.
2. Сравниваем крахмал, изготовленный нами, и промышленный продукт по внешнему виду, цвету и запаху. И особых отличий не наблюдаем.
3. Вкус, свойственный крахмалу, не сильно выражен.
4. Проверили реакцию йода с крахмалом. В ёмкости, где был раствор воды с крахмалом и пищевой содой, добавили йод. В результате взаимодействия йода с крахмалом, жидкость окрасилась в синий цвет.

Перейти к разделу: 3. Применение крахмала

Эффективное извлечение картофельного крахмала с помощью промышленных центрифуг

Добыча картофельного крахмала — дело затратное и сложное. Во-первых, при производстве крахмала важно снизить потребление пресной воды и электроэнергии. Однако важно добиться высокого качества крахмала.

Экстракция картофельного крахмала с помощью промышленных центрифуг Flottweg эффективна.

Промышленные центрифуги и ленточные прессы Flottweg позволяют извлекать крахмал, клетчатку и белок из картофеля. Наши согласованные технологические линии и промышленные центрифуги повышают производительность и сокращают ваши производственные затраты.

Получите выгоду от потенциала экономии, обеспечиваемого промышленными центрифугами Flottweg

• Такие ресурсы, как пресная вода и энергия, используются экономно.
• Снижение производственных затрат
• Лучшее качество крахмала, белка и картофельного жома
• Повышение выхода картофельного крахмала

Процесс экстракции картофельного крахмала с помощью декантерных центрифуг от Flottweg

Декантер для промывочной воды Flottweg отличается повышенной устойчивостью к износу.

Вода для мытья картофеля содержит другие абразивные загрязнения.Эти частицы увеличивают износ промышленных центрифуг. Специальные защитные покрытия и сменные рукава декантера Flottweg сокращают затраты на ремонт и техническое обслуживание.

Решетки в декантере легко справляются с большим расходом и твердыми частицами.

При обезвоживании образовавшихся картофельных волокон и решеток важно, чтобы декантер обрабатывал большие количества с высоким содержанием твердых частиц за короткий период времени.Концепция привода Simp Drive® компании Flottweg позволяет легко достичь высоких дифференциальных скоростей. Дифференциальная скорость автоматически адаптируется к соответствующей концентрации корма во время работы.

Декантер для протеина постоянно выдерживает высокие температуры

Картофельная жидкость нагревается почти до 120 ° C для отделения картофельного белка.После нагрева картофельная жидкость, которая еще не остыла, перекачивается в декантер. Поэтому декантер для протеина должен постоянно выдерживать высокие температуры. Высококачественные подшипники и уплотнения позволяют использовать наши промышленные центрифуги в течение длительного времени.

Обезвоживание целлюлозы снижает затраты на сушку

После обезвоживания картофельной мякоти общее количество сухих твердых веществ в твердом веществе является решающим для итоговых затрат на сушку.Чем суше обезвоженная масса, тем дешевле ее утилизация. Ленточный пресс Flottweg непрерывно обезвоживает полученную картофельную мякоть до максимально возможного общего содержания сухих веществ. Используемая вода может быть добавлена ​​в процесс.

В гигиенических целях обезвоживание картофельной мякоти происходит с помощью декантерных центрифуг. Закрытая система декантера также предотвращает попадание кислорода. Это замедляет окисление пульпы.

Компания Flottweg предлагает вам лучший сервис в области экстракции картофельного крахмала.

• Испытательное оборудование и арендуемого оборудования для обширных испытаний на месте
• Эффективное проектирование с клиентами и местными подрядчиками
• Рекомендации по всему миру
• Надежная поддержка при вводе в эксплуатацию и оптимизации вашего завода

Узнайте больше об извлечении картофельного крахмала с помощью промышленных центрифуг Flottweg! Наши опытные консультанты будут рады вам помочь.

.

Линия по производству картофельного крахмала

Отделение мойки и дробления
картофеля, материал через скребковый картон направляется в моечную машину для получения результата обеззараживания, очистки и очистки. Затем через прорезь для мойки лопастей материал направляется в аварийную секцию.
Применяем рашпер для разбивания материалов. По сравнению с традиционными крахмерами, он имеет большую емкость, высокое содержание крахмала
характеристики степени диссоциации, необходимые для получения высокого извлечения крахмала.

Участок фрезерно-шлифовальный
Измельчение чистого корня картофеля в кашицу маниоки для облегчения обезвоживания и сушки.

Обогатительная часть
Измельченный материал через насос направляется на центробежное сито для извлечения крахмала и отделения остатков картофеля. Группа центробежных сит состоит из 4 или 5 этапов, передние этапы предназначены для извлечения крахмала, а последний этап — для обезвоживания остатков картофеля. На всей ступени применяется промывка противотоком для достижения наилучших результатов и экономии воды.

Секция обезвоживания
Отправка мелкодисперсной суспензии в обезвоживающую машину для удаления влаги из суспензии, а затем отправка ее в сушилку.
По сравнению с другим крахмалом, картофельный крахмал больше подходит для обезвоживания с помощью вакуумного фильтра. Влажность
обезвоженный крахмал составляет 38 ~ 40%. Влажный крахмал по ленточному конвейеру направляется в сушильную установку.

Секция сушки
Сушка обезвоженной муки из маниоки в воздушной сушилке для получения сухого продукта.
Высушенный крахмал попадает в систему просеивания. Высокоэффективный охлаждающий просеиватель крахмала используется для охлаждения крахмала и получения лучшего крахмала.

.