Технологія цукристих продуктів та харчоконцентратів.

6

5: Технологія цукристих продуктів та харчо концентратів.

План

Загальна характеристика сировини.

2.  Аналіз технологічної схеми виробництва цукру-піску із цукрових буряків.

3.  Особливості технології цукру-рафінаду.

4.  Виробництво крохмалю в Україні.

Технологія харчоконцентратів. Загальна характеристика сировини.

Цукор вважають одним із найважливіших високоякісних харчових продуктів. Він має високу харчову цінність, легко засвоюється організмом людини, швидко

відновлює втрачену енергію, відрізняється високою чистотою та приємним смаком.

Сировиною для виробництва цукру є цукрова тростина, цукрові буряки, цукрове сорго, цукровмісні клен та інші рослини. Перші три рослини мають найбільше промислове значення. Вміст цукру в цукровій тростині становить 12… 15 % за врожайності 40…60 т/га, в цукрових буряках — понад 16… 18 % за врожайності 25…30 т/га. Цукрове сорго за цими показниками приблизно відповідає цукровій тростині, а цукровий клен має цукристість тільки 5…6 %. Вирощування цукрового сорго в Україні може бути перспективним, оскільки кліматичні умови нашої країни дають можливість одержати з одного гектара цієї рослини цукру не менше, ніж з буряків.

Основною сировиною для виробництва цукру в Україні, а також в Європі та інших країнах з помірним кліматом є цукрові буряки. Як сировину цукрові буряки відкрив у 1747 р. німецький вчений Маркграф. Перші 5 т цукру були вироблені в Росії в 1801—1803 рр., в Україні — в 1825 р.

Технологія вилучення цукру із цукрової тростини полягає в збиранні, подрібненні, очищенні стеблин, відокремленні соку на потужних пресах з багаторазовим зневоложенням віджатих стеблин. Після оброблення в стеблинах залишається не більше 5 % первинного вмісту цукру і їх зразу спалюють. Тростинний сік обробляють вапном, фосфорною кислотою та сірчистим газом, фільтрують, випаровують і одержують сироп. Процес очищення сиропу подібний до такого процесу на цукробурякових заводах. Вихід цукру із цукрової тростини досягає 8… 12 % від маси стеблин. Подібна технологія вилучення цукру може бути застосована для перероблення цукрового сорго.

Сучасні сорти буряків містять в середньому 17…20 % цукру, який має назву цукрози. Його хімічна формула С12Н22О„. Цукроза належить до групи вуглеводів. До цієї ж групи належать глюкоза, фруктоза, крохмаль та інші речовини, що становлять більшу частину (близько 70 %) харчування людини.

Головний вуглевод, який вживається в процесі харчування людини — крохмаль. Але для кращого засвоєння крохмаль попередньо повинен бути оцукрений і переведений в розчин ферментами слини та шлункового соку. На це потрібен час. Цукроза значно переважає крохмаль за швидкістю засвоєння її людським організмом. Вона легко засвоюється і має приємний солодкий смак. Цукор як поживна речовина замінює в харчуванні людини частину крохмалю. Цукор особливо цінний швидкістю і легкістю засвоєння.

Цукор використовується безпосередньо в харчуванні та як сировина для багатьох харчових виробництв: кондитерського, хлібобулочного, консервного, виноробного та ін.

Коренеплід цукрового буряка — це потовщена частина кореневої системи, що має вигляд веретена і містить поживні речовини. Маса коренеплоду змінюється залежно від сорту буряка, кліматичних умов, методів оброблення та складу ґрунту.

Значну частину маси коренеплоду становить вода — в середньому 75 %. З них 72 % — безпосередньо у соку, а 3 % зв’язані з речовинами м’якоті буряка. Сухі речовини коренеплоду складаються із цукрози (найбільш цінна частина) і нецукрів.

Середній хімічний склад цукрового буряка, кг/100 кг, такий:

Вода 75

Сухі речовини 25
З них:

Цукри 17,5

Нецукри 7,5

В тому числі:

М’якоть 5

Нецукровий сік 2,5

Основна мета цукробурякового виробництва полягає у вилученні з буряка цукрози, надання їй товарного вигляду, використання інших складових частин коренеплоду в інших галузях промисловості і сільского господарства. Зібрані на ланах буряки перевозять на завод, де їх зберігають на відведеній для цього площі, так званому кагатному полі. Кагати — довгі трапецієподібної форми купи заввишки 3…5 м, завширшки 15… 18 м і завдовжки 50… 100 м.

Укладання буряків у кагати здійснюється кагатоукладальними машинами. Кагати накривають солом’яними або очеретяними матами і засипають землею, щоб уберегти корені від приморозків та в’янення. З кагатного поля буряки надходять до залізобетонних бункерів, що вміщують 2—3-добовий запас сировини. Під дном бункера проходять жолоби гідравлічного транспортера, по яких буря­ки за допомогою води подаються на перероблення.

Відстань від ланів, на яких вирощують цукрові буряки, до заводу повинна бути не більше 35…50 км

2.  Аналіз технологічної схеми виробництва цукру-піску із цукрових буряків.

Сучасні цукропереробні заводи — це великі підприємства, здатні переробляти від 1,5 до 12 тис. т буряків на добу. Оскільки солодкі корені швидко псуються, цукробурякове виробництво є сезонним і триває, як правило, 100… 120 діб.

Цукробурякові заводи — добре механізовані підприємства. Вони працюють безперервно, цілодобово, без припинення роботи у вихідні дні. Значна частина операцій автоматизована. Цукрові заводи вважаються найбільш автоматизованими підприєм­ствами харчової промисловості.

Принципова технологічна схема цукробурякового заводу показана на рис. 11.1. Основними технологічними операціями у виробництві цукру можна вважати дві: вилучення цукру з бу­ряків та випарювання води до кристалізації цукру. Решта опе­рацій — допоміжні.

Надходження буряків на завод і попереднє їх очищення. Подають буряки на завод з кагатних площадок та з бурячних (бункери для 2—3-добового накопичення буряків) за допомогою гідравлічних транспортерів. Гідравлічні транспортери — жолоби із сталі, бетону, цегли або дерева, що мають нахил у бік пере­міщення буряків. Жолоби мають прямокутний переріз. Дно плоске із закругленими кутами. Буряки, що надходять до жолобів, підхоплюються водяною течією. Домішки (гичка, солома, тріски, каміння) вилучаються за допомогою вловлювачів різних типів

Рис. 1. Узагальнена функціональна схема цукробурякового виробництва.

Остаточне очищення буряків відбувається у мийних маши­нах. Буряки, що надходять безперервно, шнеком переміщуються до мийної частини горизонтальним валом, на якому розташовані по гвинтовій лінії била. Обертами вала зі швидкістю 15…20 хв1 буряки переміщуються билами у ночвах до викидної частини. Ударами бил і взаємним тертям коренів буряки очищаються від бруду, піску та інших домішок, які провалюються крізь отвори у сітчастому дні мийки і збираються у трьох пісковловлювачах. Великі грудки виловлюють двома вловлювачами. На валу викидної частини розташовані черпаки з пальчастими вирізами. Частота обертання вала 6…8 хв1. Лапи вибирають буряки з мийки, а вода проходить крізь отвори. Чисті буряки надходять до транспортного пристрою, де одночасно здійснюється інспекція, а потім — до ваг. З метою вилучен­ня із маси буряків феромагнітних домішок перед зважуванням потік буряків пропускають через магнітний сепаратор.

Вторинне використання транспортно-мийних вод для гідравлічного транспортування буряків або спускання у водойми можли­ве тільки після їх очищення. Очищення здійснюється у спеціальних відстійниках та інших більш складних очисних спорудах. Витрати води на миття змінюються залежно від забрудненості буряків.

Різання буряків. Цукор, що міститься в буряках, вилучають екстракцією (дифузією). Відповідно до закону Фіка швидкість передачі маси пропорціональна поверхні контакту фаз і обернено пропорціональна шляху (товщині стружки). Для прискорення процесу вилучення цукру збільшують поверхню дотику екстрагента (води) та буряків і зменшують товщину стружки під час подрібнення коренів буряків. Бурякова стружка має форму жолоба та пластин. Стружка у формі жолоба має ширину 4…5 і товщину 0,5…1,0 мм, у формі пластин — ширину 2.5…3.0 і товщину 1,2…1,5 мм. Зрізування стружки здійснюють бурякорізками.

Буряки, що надходять до корпусу бурякорізки, обертами шнека притискуються до ножів і ріжуться. Стружка, яка утворюється, спускною воронкою спрямовується до стрічкових або грабельних транспортерів, зважується на автоматичних вагах і надходить до дифузійних апаратів.

Екстракція цукру (одержання дифузійного соку). На перших етапах розвитку цукрової промисловості цукор з буряків вилучали вичавленням соку на пресах. Після промислового освоєння екстракторів стало економічно вигідним і екстракційне вилучення цукру гарячою водою у так званих дифузійних апаратах. Починаючи з XIX ст. до останніх десятиліть XX ст. цукрові заводи були оснащені установками періодичної дії (дифузійними батареями). Сучасні цукробурякові заводи обладнані дифузійними установками безперервної дії різних типів: одно – і двоколонні, нахилені, ротаційні, одно – і двопотокові дифузійні апарати. Застосування апаратів безперервної дії створює умови для повної автоматизації процесу, зменшує кількість обслуговуючого персоналу, скорочує витрати води, знижує втрати цукру.

Очищення Соку. З бурякопереробної дільниці заводу дифузійний сік надходить до дільниці очищення соку і підготовки його до випарювання. Дифузійний сік одержують у кількості 115…130 % до маси буряків. Він містить 16…17 % сухих речовин і має слаб-кокислу реакцію (рН 6,0…6,5). 14.„15 % сухих речовин припадає на частку цукрози, а решта — близько 2 % нерозчинні і розчинні нецукри. Нерозчинні нецукри мають вигляд часток кліткових стінок, що скоагульовані білками. Розчинні нецукри, що присутні в дифузійному соку, ускладнюють кристалізацію цукрози і збільшують її втрати у відходах (мелясі). Тому дифузійний сік повинен бути очищеним, тобто з нього повинні бути вилучені за­вислі часточки і якомога більша кількість нецукрів

Рис. 2. Функціональна схема очищення дифузійного соку.

Очищення дифузійного соку — складний комплекс операцій: оброблення соку гідратом окису кальцію Са(ОН)2, дефекація вуглекислим газом СО2 (сатурація), відстоювання та фільтрація соку на фільтрпресах або вакуум-фільтрах, оброблення сірчистим газом 8О2 (сульфітація), відстоювання та фільтрування. Цей складний процес, що повторюється кілька разів, проводять у різноманітних апаратах: теплообмінниках, перед-дефекаторах, дефекаторах, сатураторах, сульфітаторах, відстійниках-декантаторах та фільтрах різноманітної конструкції. Принципова схема очищення соку показана на рис.2.

Необхідні для оброблення соку СаО та СО2 одержують у вапняній печі, в якій випалюється вапняк (СаСО3), що розкладається при високій температурі на СаО та СО2. Одержане випа­лене вапно гаситься водою в барабанах. При цьому одержують вапняне молоко. Під час гасіння відбувається реакція СаО + Н2О = Са(ОН)2. Вапняне молоко використовують для дефекації.

Під час оброблення вапном частина нецукрів утворює нерозчинні солі, які осідають, інші нецукри розкладаються вапном або коагулюють, а частина з них адсорбується на поверхні вуглекислого кальцію. На очищення витрачається близько 2,5 % СаО до маси буряків. Надлишок вапна осаджують вуглекислим газом СО2.

Для ослаблення забарвлення соку застосовують оброблення сірчистим газом, який одержують спалюванням сірки в спеціальних печах. Сульфітація також знижує в’язкість соку і стерилізує його. Тривалість сульфітації — не більше 5 хв при температурі соку 85…90 °С. Незважаючи на складне оброблення соку вдається вилучити приблизно лише 35…40 % цукрів, а решта переходить у відходи виробництва — мелясу. Наявність нецукрів у соку не дає можливості вилучити весь цукор у чистому вигляді. Близько 2 % цукру переходить разом з нецукрами у мелясу. Вапно взаємодіє із соком у різноманітних напрямках. З цукрозою вапно утворює розчинні у воді сполуки С12Н22О11СаО. Близько 15 % цукрози у дефектованому соку міститься у формі моносахарату кальцію. Взаємодіючи з багатьма нецукрами дифузійного соку, вапно дає осад.

Ряд кислот (щавлева, лимонна, винна, фосфорна та ін.) осаджуються. Вапно змінює кислу реакцію соку (рН 6,0…6,5) на лужну (рН 11), попереджуючи інверсію (розклад) цукрози під час нагрівання соку. Для цього досить 0,3 % СаО, але додають 2,5…3,0 % СаО для збільшення адсорбації барвників та поліпшення структури осаду. Густина вапняного молока повинна бути 1,19 кг/дм3, час дефекації — 8…10 хв. Дефекація здійснюється в апаратах переддефекаторах і дефекаторах. Це місткості з мішалками та пристроями для введення і виведення продуктів. У зв’язку з тим що дефектований сік спрямовують до сатурації самопливом, контроль якості операції не здійснюється. Сатурація призначена для переведення вапна, яке міститься в дифузійному соку, в нерозчинний стан.

С12Н22О11СаО + СО2 = С12Н22О11 + СаСО3.

Під час пропускання сірчистого газу, що містить 12… 15 % сірчистого ангідриду 8О2, одержують сірчисту кислоту

8О2 + Н2О = Н2803,

Яка є сильним відновником, а барвники стають безбарвними. Після закінчення сульфітації сік має слабку лужну реакцію (рН 8,5). Час сульфітації — 1…5 хв. Сатуратори і сульфітатори є по суті адсорберами. Використовують і додаткові засоби для очищення дифузійного соку — кізельгур (адсорбент) та іонообмінні матеріали.

Типову технологічну схему очищення дифузійного соку можна коротко описати так. Очищений від пульпи сік подають у підігрівник, в якому він підігрівається до 85…90 °С, та спрямовують на попередню дефекацію в переддефекатор. Перед цим до потоку дифузійного соку додають частину недогазованого соку і сатурації, який містить 0,3…0,5 %, СаО або нормально відгазованого соку (0,08…0,1 % СаО ).

Попередньо дефекований сік самопливом надходить у котел основної дефекації, куди за допомогою дозатора додають вапняне молоко. Потім сік надходить у котел І сатурації, де обробляється вуглекислим газом до вмісту 0,08…0,10 % СаО. Частину нефільтро-ваного соку І сатурації з контрольного ящика сатуратора спрямо­вують на переддефекацію, а останню частину насосом перекачують через підігрівник (температура 90…95 °С) на фільтрування. Після цього сік надходить до збірника та на контрольні серветкові фільтри. Відфільтрований сік І сатурації, підігрітий до 100… 102 °С у підігрівнику, насосом надходить у котел сатурації, де він обробляється СО2 до лужності 0,01…0,25 %, потім він надходить на фільтри, збірник та контрольні серветкові фільтри. Відфільтрований сік II сатурації спрямовують у сульфітатор самопливом, сірчистий газ із сірчаної печі охолоджують у субліматорі та вентилятором подають у нижню частину сульфітатора. Потім сульфітований сік через напірний ящик спрямовують на випарювання.

Очищення сиропу. Густий сироп з концентрацією 65 % СР змішують з клеровкою (розчин жовтих цукрів), додають 0,10-0,15 % кізельгуру і подають на сульфітацію (до рН 7,5) до апарата зрошувального типу. Потім сік підігрівають і фільтрують. Очищений сироп збирають у приймальних збірниках над вакуум-випарними апаратами. Очищення дифузійного соку і сиропу — досить складний процес, адже відбувається складна взаємодія різноманітних за хімічним складом продуктів. Осади вилучаються осадженням і фільтруванням в апаратах різноманітних конструкцій і типів: фільтрпресах, патронних, дискових, відцентрових, листових, пластинчастих фільтрах. Відстійники застосо­вують в основному гравітаційні, багатошарові з шаром рідини висотою 0,8 м і об’ємом близько 10 М3.

Випарювання соку. На кожні 100 кг буряків, що надійшли на перероблення, одержують 120… 130 кг очищеного соку з вмістом 15…16 % СР, з яких на частку цукрози припадає 14…15 %. Для відокремлення цукрози сік згущують до високої концентрації — 92,5…93,5 % СР. Згущення здійснюють упродовж двох стадій. Спочатку його випарюють у випарних апаратах до концентрації 65% СР. Потім одержаний сироп додатково очищають, після чого уварюють у вакуум-апаратах до кінцевої концентрації сухих речовин.

Перша стадія згущення — випарювання — проводиться у багатокорпусних випарних установках (БВУ), які використову­ють принцип утилізації вторинної пари. Вторинна пара першого корпусу випарювання використовується для обігрівання др­гого корпусу і т. д. 1 кг пари, що надходить до першого корпусу, може випарювати в п-корпусній установці близько 4 кг води. Принцип утилізації вторинної пари дає можливість значно зменшити витрати пари на випарювання. Випарювання здійснюється у 3-, 4- і 5-корпусних випарних апаратах.

Уварювання сиропу. Очищений сироп надходить до вакуум-апаратів для остаточного випарювання. Утфель, одержаний після уварювання, містить 7…8 % води та близько 55 % цукру, який вик­ристалізовується з маточного розчину. Міжкристалічна рідина ви­сокої в’язкості містить усі нецукри сиропу і невикристалізований цукор. Уварювання сиропу до цього часу є періодичним процесом, проводиться в апаратах з нагрівальною камерою. Уварювання проходить чотири стадії: згущення сиропу до високої концентрації (коефіцієнт насичення 1,20… 1,25), утворення кристалів після введення до апарата затравки у вигляді цукрової пудри, нарощування кристалів і згущення утфелю до концентрації 92.5…93 %. Цикл роботи апарата триває 2,5…4,0 години. Утфель надходить до утфелемішалок, далі через утфелерозподільник — на центрифуги Центрифугування. Для вилучення кристалів цукру з міжкристалічного розчину використовують фільтрувальні центрифуги періодичної або безперервної дії. В результаті центрифугування більша частина міжкристалічного розчину вилучається ("зелений відтік"), але на поверхні міститься невеликий шар міжкристалічної рідини, для вилучення якої шар кристалів промивають водою. В результаті цієї операції, що має назву про­білювання, одержують чистий цукор та відтік, або білу патоку.

Кристалічний цукор після центрифугування надходить до сушарок, а потім на склад для пакування.

Перероблення відтоку — патоки, що має назву зеленої, може бути здійснено різними способами. Зелена патока разом з білою, що містять значну – кількість цукрози, надходять до вакуум-апаратів другого продукту (уварювання II утфелю), де знову уварюється до високої концентрації (84,0…85,5 % СР). Цукроза при цьому кристалізується і одержаний утфель надходить на цен­трифугування. Одержаний на цьому етапі центрифугування так званий жовтий цукор надходить до клерувального змішувача. Тут він розчиняється сатураційним соком і надходить до випарників разом з очищеним сиропом. Відтік з центрифуг другого продукту має назву меляси і є відходом цукробурякового виробництва. Процес розчинення продукту, що утворюється після центрифугування, можна багаторазово повторювати (клерування) і також багаторазово очищати, але витрати на процес одержання додаткової кількості цукру з кожним циклом зростають. На су­часних цукробурякових заводах використовується більш складна економічно обґрунтована трипродуктова схема перероблення зеленого відтоку. Продукт, одержаний після центрифугування III утфелю, називають бурим цукром.

Перероблення залишків цукробурякового виробництва. Під час перероблення буряків одержують 4 % меляси, яка містить близько 80 % сухих речовин і 20 % води. До складу сухих речовин входить близько 50 % цукрози, решта — нецукри. Меляса є цінним продуктом і використовується як корм для худоби, сировина для виробництва спирту, дріжджів, молочної і лимонної кислот, харчового пектину тощо. Іншими залишками цукробурякового виробництва є буряковий жом, фільтр-пресний бруд, транспортно-мийні води. Буряковий жом використовують для відгодівлі худоби. Фільтр-пресний бруд може використовуватись як добриво для деяких видів ґрунтів. Транспортно-мийні води спрямовують на поля фільтрації.

Мелясу переробляють на спеціальних технологічних лініях і на окремих підприємствах. Так, мелясу на спирт переробляють на спиртзаводах. Останнім часом значно вдосконалено і виробництво з меляси цукру-піску.

Функціональна схема цукробурякового виробництва свідчить про те, що його варто віднести до першої групи підприємств, що переробляють однокомпонентну сировину з метою вилучення характерного продукту, особливістю яких є паралельні і зворотні потоки на основній стадії виробництва.

Рис.3. Функціональна схема цукробурякового виробництва.

Варіння утфелей і отримання кристалічного цукру. Обчищений сироп, що містить 55…60% сухих речовин, надходить на подальше уварювання. Він містить велику частину нецукрів, які не вдалося виділити під час очищення дифузійного соку. Щоб виділити з сиропу практично чисту сахарозу, кристалізацію проводять у киплячих перенасичених розчинах у вакуум-апаратах за низької температури. Кристалізацію сахарози проводять багато разів. Раціональною є схема трикристалізаційного продуктового відділення.

Цукор 3-ої кристалізації для підвищення чистоти направляють в аффінатор, змішують з першим відтоком утфеля 1, розбавленим очищеним соком до 74…76% сухих речовин, і одержують аффінаційний утфель (афінація – розчинення цукру 3-ої кристалізації в розбавленому першому відтокові утфеля 1 до вмісту сухих речовин 89…90%Переробка відтоків

Отримані після центрифугування і пробілювання утфеля 1 відтоку є насиченими розчинами сахарози. Вони використовуються для варіння утфеля 2.

Меляса. Одержують як відтік під час кристалізації утфеля 3. Меляса є густою рідиною темно-коричневого кольору з гострим запахом і неприємним смаком, що містить 76…85% сухих речовин, з них 46…51% сахарози. У бродильній промисловості меляса йде на виробництво етилового і бутилового спиртів, молочної і лимонної кислот, гліцерину; на суслі, виготовленому з меляси, вирощують хлібопекарські дріжджі.

Жом є знецукреною стружкою (м’якоть) буряка. До складу жому входять (%) пектинові речовини – 45, целюлоза і геміцеллюлоза – по 20, білки, зола і цукор- по 2…4.

Жом використовують також під час отримання харчового пектину (для кондитерської промисловості) і пектинового клею (для текстильної і поліграфічної промисловості).

Якість цукру

Цукор-пісок і цукор-рафінад повинні мати білий колір, розчин їх у воді без муті й осаду. Вологість цукру-піску звичайного – не більше 0,14%. Вміст сахарози в сухій речовині – не менше 99,75%. У всіх видах рафінаду вміст са­харози – не менше 99,9% сухої речовини, вологість залежно від виду від 0,1 до 0,4%.

Зберігають цукор-пісок на складах за відносної вологості повітря не вище 70%, а цукор-рафінад – не вище 80%. Через великий вміст домішок цукор-пісок гігроскопічніше за рафінад. Кусковий рафінад не можна зберігати за температури нижче 0° С, оскільки різке охолоджування викликає перекристалізацію сахарози і поверхня шматків покривається скупченням дрібних кристалів.

3.  Особливості технології цукру-рафінаду.

Вміст сахарози в цукрі-піску не менш 99,75 %, у рафінаді 99,9%. Основна відмінність у зовнішньому вигляді.

Розрізняють литий і пресований рафінад. Найбільш міцний литий, одержують його у виді голівок.

Цукор-пісок розчиняють у воді. Сироп фільтрують і обробляють адсорбентами для видалення барвних речовин. Найчастіше використовують для цієї мети активоване вугілля. Потім варять утфель, видаляючи воду, кристалізують. Центрифугують, пробілюють рафінадну кашку, яку потім або пресують, або наливають у форми.

Для додання білизни з блакиттю в цукровий сироп додають ультрамарин 0,0008 %.

Голівки цукру на спеціальному верстаті розколюють на шматки і фасують.

4.  Виробництво крохмалю в Україні.

Крохмале-патокова промисловість – важлива галузь народного господарства. Переробляючи картоплю і кукурудзу, крохмале-патокові підприємства випускають сухий крохмаль, глюкозу, різні види крохмальних паток, модифіковані крохмалі, декстрини, глюкозо-фруктозні сиропи і та ін.

Технологічна схема отримання сирого картопляного крохмалю

Принципова технологічна схема отримання сирого картопляного крохмалю складається з наступних етапів: зберігання картоплі, миття картоплі в мийних машинах, зважування картоплі, тонке подрібнення на теркових машинах – отримання кашки, виділення картопляного соку з кашки, виділення вільного крохмалю з кашки, відділення і промивання мезги, рафінування крохмального молока, промивання крохмалю (рис.4).

Рис. 4. Принципова технологічна схема отримання сирого картопляного крохмалю

Подрібнення картоплі на теркових машинах – отримання кашки. Крохмаль міститься всередині кліток картоплі у вигляді крохмальних зерен Щоб витягнути його, необхідно розкрити клітинні стінки. Для цього картоплю подрібнюють на теркових машинах, принцип роботи яких полягає в стиранні бульб поверхнею, набраною з пил з малими зубами. Подрібнення проводять

Виділення картопляного соку з кашки. Отримана після теркових машин картопляна кашка є сумішшю, що складається з розірваних клітинних стінок крохмальних зерен і картопляного соку. Важливе завдання отримання картопляного крохмалю – найшвидше виділення з кашки соку за мінімального його розбавлення. Контакт соку з крохмалем погіршує якість крохмалю, викликаючи його потемніння у зв’язку з окисленням тирозину, знижує в’язкість крохмального клейстеру, сприяє утворенню піни, слизу і інших небажаних явищ Картопляний сік виділяють з кашки на осаджувальних шнекових центрифугах

Рафінування крохмальної суспензії проводять у два ступеня, після чого крохмальну суспензію подають на пристрій, який гасить піну, а потім на пісочні гідроциклони для видалення піску.

Якість сирого картопляного крохмалю. Сирий картопляний крохмаль залежно від вмісту в ньому вологи підрозділяється на дві марки: А (вміст вологи 38…40 %) і Б (вміст вологи 50…52%). Крохмаль кожної марки поділяється на три ґатунки.

Технологічна схема отримання сирого кукурудзяного крохмалю

Принципова технологічна схема виробництва сирого кукурудзяного крохмалю складається з наступних основних операцій: замочування кукурудзяного зерна, дроблення зерна, виділення зародків, помел кукурудзяної кашки відціджування. промивання на ситах мезги і зародок, виділення крохмалю з крохмалебілковоі суспензії, промивання крохмалю (рис.5).

Замочування кукурудзяного зерна. Мета замочування – розм’якшення зерна для ослаблення і розриву зв’язків між білком і крохмалем, ендоспермом і зародком. виведення із зерна в замочену воду більшої частини водорозчинних речовин, що ускладнюють виділення і очищення крохмалю. Для замочування зерна використовують слабкий розчин сірчаної кислоти (концентрація 8О2 у вод. 0,15..0,20 %), щоб виключити проростання зерна і розвиток мікроорганізмів.

Дроблення зерна. Кукурудзяне зерно дроблять так, щоб відділити зародок не пошкодивши його.

Рис. 5 — Технологічна схема отримання кукурудзяного крохмалю

Виділення і промивання зародка. Кашка, отримана після першого і другого дроблень, містить зародок, оболонки зерна, крохмаль, глютен, водорозчинні речовини. Необхідно максимально витягнути зародок з кашки разом з суспензією крохмалю, потім відділити його від суспензії сітуванням і далі промити на ситах для повного видалення вільного крохмалю.

Помелення кукурудзяної кашки. Для повного вивільнення крохмалю, кашку піддають тонкому подрібненню, заздалегідь відцідивши на дугових ситах ві­льний крохмаль, глютен і частину дрібної мезги. Отримане крохмальне молоко двічі пропускають через капронові сита № 64…70 і направляють на рафінування, а осад – на подрібнення.

Промивання суспензій. На сучасних заводах проводять багаторазове промивання продукту за принципом протитечії, що дозволяє мінімальною кількістю рідини відмити максимум вільного крохмалю.

Виділення крохмалю з крохмальної суспензії. Глютин міститься в молоці у вигляді зважених частинок розміром 1…2 мкм, густина його значно нижче за густину крохмальних зерен. На цій властивості і засновано їх розділення. У да­ний час виділення крохмалю з крохмалебілкової суспензії проводять на спеціа­льних відцентрових сепараторах.

Промивання крохмалю. Крохмальне молоко після відділення глютину ще містить деяку кількість домішок. Тому крохмаль додатково промивають на ва­куум-фільтрах у дві або три стадії.

Отримання і застосування модифікованих крохмалів

Такі крохмалі одержують за рахунок фізичних, хімічних і біохімічних дій на нативний крохмаль. За характером змін усі модифіковані крохмалі умовно поділяють на дві групи: розщеплені крохмалі і заміщені крохмалі, а так само сополімери крохмалю.

Розщеплені крохмалі. Групу так званих розщеплених крохмалів назива­ють ще рідинокиплячими, оскільки клейстер таких крохмалів має низьку в’язкість. Крохмалі цієї групи одержують шляхом розщеплювання полісахаридних ланцюгів кислотою, окислювачами, амілазами, деякими солями, опромінюванням і т. д.

Окислені крохмалі. Одержують шляхом дії на крохмаль перманганатів, перекисів, йодної кислоти і її солей та інших з’єднань. У результаті відбувається гідролітичне розщеплювання глікозидних зв’язків з утворенням карбонільних груп, окислення спиртних груп у карбонільні, а потім у карбоксильні.

Набухаючі крохмалі. Технологія отримання набухаючих крохмалів полягає в наступному: у суспензію крохмалю концентрацією сухих речовин 40…42% залежно від призначення одержуваних крохмалів вводять хімічні реагенти (алюмокалієві галуни, солі фосфорної кислоти, метилцелюлозу і ін.) і витримують 15 хвилин за температури 40…45° С, після чого подають на вальцеві сушарки для клейстерізації і висушування.

Фосфатні крохмалі. Для виробництва фосфатного кукурудзяного крох­малю (монокрохмальфосфата) сирий кукурудзяний крохмаль після видалення надмірної вологи змішують з потрібною кількістю одно – або двозаміщеного фосфату натрію і карбаміду (сечовини). Отриману суміш сушать. Фосфатний крохмалі, марки А використовують для виробництва борошняних кондитерських виробів, крохмаль марки Б – для приготування майонезів, окрім соусів, продуктів дитячого і дієтичного харчування.

Сополімери крохмалю. Цей різновид модифікованих і поперечнозв’язаних крохмалів одержують шляхом утворення між двома полісахаридними ланцюжками поперечних зв’язків, що стоять поряд.

Технологічна схема отримання крохмальної патоки

Крохмальна патока – це продукт неповного гідролізу крохмалю розбавленими кислотами або амілолітичними ферментами. Патока є безбарвною або злегка жовтою, дуже в’язкою рідиною з солодким смаком. Солодкість її в 3…4 рази нижче солодкості сахарози. Патока використовується як антикристалізатор для отримання карамелі, для варіння варення, фруктових сиропів, повидла, для того, щоб згущалися лікери, для підсолоджування безалкогольних напоїв і поліпшення якості хлібобулочних виробів.

Залежно від призначення крохмальну патоку виробляють трьох видів: карамелеву (умовне позначення К), карамелеву низькооцукрену (КН) і глюкозну високооцукрену (ГВ). Карамелева патока випускається двох гатунків: вищого (КВ) і першого (Ю).

Технологічна схема отримання патоки включає наступні стадії виробництва: підготовка крохмалю до гідролізу, гідроліз крохмалю, нейтралізація гідролізатів, фільтрування сиропів адсорбентами, уварювання рідких сиропів до густих, уварювання густих сиропів до патоки й охолоджування патоки.

Якість крохмалю

За якістю крохмаль поділяють на ґатунки: картопляний – екстра, вищий, перший, другий; кукурудзяний – вищий, перший, амілопектиновий; пшеничний — екстра, вищий, перший. Ґатунок крохмалю залежить від його чистоти і визначається за кольором, кількістю темних включень на 1 дм3 поверхні крохмалю, кислотності та зольності.

Зберігають крохмаль за температури не вище 10° С і відносної вологості повітря не вище 90%; можна зберігати його за температури нижче 0е С. Крохмаль гігроскопічний, здатний у верхньому шарі зволожуватися і піддаватися мікробіологічному псуванню.

Технологія харчоконцентратів.

Використана література:

1.  Стабников В. П., Остапчук Н. В. Общая технология пищевых продуктов. – Киев, Вища школа. 1990-707 с.

2.  Технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. – М.: Колос, 1997.-707 с.

3.  Мерко И. Т. Технология мукомольного и крупяного производства, М.: Агропромиздат, 1990. – 288 с.

4.  Общая технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. – М.: Колос, 1993. -384с.

5.  Стабников В. Н., Остапчук Н. В. Общая технология пищевых продуктов. – Киев, Вища школа. 1980. – 303 с.

6.  Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н. И. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 360 с.

7.  Технология кондитерских изделий./ Под ред. Маршалкина Г. А. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984. – 447 с.

Реферати

Ви прочитали: "Технологія цукристих продуктів та харчоконцентратів."
Читати далі