Технология производства крахмала

Производство крахмала

Производство картофельного крахмала в России не пользуется большой популярностью. Местных производителей достаточно мало. Они объясняют не популярность такого типа предпринимательства тем, что затраты на установку производственной линии довольно высокие, а окупаемость не быстрая. В результате есть риски оказаться без клиентов. Поэтому многие закупщики приобретают такой вид продукции в странах СНГ, считая, что это даже дешевле чем держать собственный мини цех. Однако данное мнение не является действительным. По факту производство довольно рентабельное, а сама техника необходимая для производства может быть приобретена не западного типа, а отечественного. Она по качеству практически не уступает и имеет достаточные мощности для стабильного массового производства.

Дополнительно если не хочется рисковать сразу со старта, всегда можно взять оборудование в лизинг. Производственный процесс даже на большой объём не требует наличия большого количество специалистов. В основном нужны машинисты и фасовщики-грузчики. Поэтому и заработные платы не ударят сильно по бюджету.

Последний их аргумент «не большой спрос» будет рассмотрен далее.

Чем выгодно производство крахмала и патоки?

Мини-завод по производству крахмала, а также патоки будет рентабелен только потому, что практически нет конкуренции. Достаточно мало производств по стране различного масштаба. Производство такого типа продукции может входить в другое. К примеру, мелкодисперсных специй, но и там ему не уделяется должное внимание, и продукт продаётся благодаря продвижению в крупных федеральных сетях под собственным брендом.

Полный цикл производства небольшой и не требует много затрат. Само сырьё и технология получения крахмала, а также при помощи реакции гидролиза из того же сырья патоки не стоит больших денег. Преимущество, которое сразу же создаст спрос — это время.

Логистика в любом производстве является важным элементом. Даже если товар с виду не востребован, это не значит, что он не участвует как составляющая единица в составе трудного продукта или производства. Именно здесь можно сделать основной акцент.

Крахмал и патока, универсальные продукты, которые к удивлению многих не является активно продвигаемым в розничном обороте. Пакета такого продукта одной хозяйке порой хватает до нескольких месяцев, а может и полугода из-за небольшого расхода в применяемых рецептах.

А что же касается крупных производств, где используются такие ингредиенты как патока и крахмал? Здесь необходимо отметить такие переменные:

  • Бесперебойная поставка крахмала и патоки;
  • Высокое качество;
  • Низкая оптовая цена;
  • Быстрая доставка сырья до производства.

Именно они важны крупному производителю. Получается, что и спрос на такой продукт в крупной оптовой поставке тоже есть. Многие производители, которые используются такие ингредиенты как патока и крахмал в создании своих продуктов сегодня заказывают их из Средней Азии, так как местный производитель либо не имеет специализированного производства, либо производит небольшие объемы, боясь излишков, которые он не сможет реализовать.

Если это учесть и в согласии с такими крупными игроками на рынке, которым постоянно требуется крахмал как ингредиент для изготовления собственного продукта, установить мини завод постоянно производящий только такое сырьё, все затраты при контрактах на поставку быстро окупятся.

Почему выгодно совмещать два цикла производства?

Крахмало-паточное производство удобно совмещать в один цикл, потому что до этапа гидролиза процесс обработки и переработки основного сырья является единым. Далее следует установить дополнительно автоклав, необходимый для гидролизации кашицы и создания загустевшей сладкой массы.

Получается, что из одного сорта картофеля, кукурузы или пшеницы можно получить сразу 2 продукта, что также является в плане производства достаточно выгодным.

На какие моменты стоит обратить внимание?

Важным является момент, касающийся самого сырье. Обрабатываться могут для получения крахмала различные сорта и культуры. Стоит учесть, что они растут определённый сезон и для того чтобы поставки были налаженными необходимо рассчитывать и запасы по каждому сорту.

Для удобства лучше помимо основного производственного помещения иметь большой склад, разделённый по секторам с утеплением. Он будет необходим для того чтобы в нужны момент использовать заложенные ресурсы для производства патоки и крахмала даже уже после окончания сбора урожая.

Таких накоплений хватит минимум на 6 месяцев, пока не наступит новый сезон.

Технические требования к помещению

Само помещение должно отвечать требования санэпиднадзора. В основном лучше делать акцент на 1-2 сорт качества, который являются высшими, так как именно они участвуют в других составах при приготовлении определённых продуктов.

В результате помещение должно пройти специальную обработку и внутри полная изоляция, чтобы не могли проникнуть мелкие грызуны ин насекомые. В период отгрузки просушенного крахмала в воздухе будет стоять большой столб пыли. Для этого должны работать промышленные вытяжки с мелкодисперсными ячейками и фильтрами, чтобы был постоянный приток свежего воздуха. Соответственно и работники, стоящие на отгрузке должны иметь все средства защиты, чтобы уберечь слизистую и легкие от раздражения. Для этого нужны маски респираторы и очки.

Любое пищевое производство должно быть всегда чистым. Поэтому оборка — это важный элемент. Она должна проводиться за час до начала работы и сразу после её окончания.

Необходимое оборудование

Купить оборудование для производства крахмала можно разной стоимости. Как уже было отмечено вначале статьи, здесь предприниматель сам решает, сколько необходимо заложить в будущий производственный цех. Делать многомиллионные амбициозные проекты также не стоит. Важно правила для таких производств заключатся в том, что чем дороже техника, тем дороже её обслуживание.

Цена оборудования для крахмального производства в составе уже готовой линии не должна превышать 3.5- 4 миллионов рублей. Сюда должны входить следующие элементы:

  • Сеялка, для отделения основного сырья от сторонних объектов;
  • Мойка;
  • Сушилка;
  • Промышленная тёрка с набором насадок под конкретный тип сырья;
  • Сборники и накопительные цистерны для полученной кашицы;
  • Центрифуга;
  • Вакуумные сушилки;
  • Промышленные фасовочные весы и формовочный аппарат.

Для производства патоки также потребуется автоклав, цистерны и дозатор для разлива готового продукта по металлическим либо пластиковым тарам.

Сборка производственной линии

Растительный крахмал получается не сложным, но продолжительным процессом. Поэтому необходимо разбить всё производство на этапы. Производственная линия может быть разделена на циклы. Не обязательно чтобы между всеми станками находилась конвейерная линия или дополнительные приводы для перемещения сырья.

Главное выстроить сам технологический процесс изготовление крахмала. Для этого необходимо разделить всё помещение под секторы, где будет находиться каждый цикл обработки и производства сырья. Линия производства крахмала должна быть удобна для транспортировки тары сырьём от одного оборудования до другого. Для этого можно использоваться пневматические тележки или погрузчики.

Технология получения крахмала и патоки

Технология производства крахмала заключается в следующем:

  • Просеивание общей массы сырья;
  • Его взвешивание и формирование партий на обработку;
  • Мойка;
  • Загрузка в промышленную тёрку;
  • Обработка полученной каши от выделяемого сока;
  • Образование свободного крахмала;
  • Рафинирование сырья;
  • Обработка водой и просушивание;
  • Отгрузка и формирование общей полученной массы по пакетам.

Это вся технологическая схема. Как видно она не требуется особых технических знаний и инженерных решений. производство крахмала и патоки полуавтоматическое. Каждый процесс контролируется человеком по отдельности.

Производство крахмала из кукурузы будет таким же. Если же нужно изготовить патоку, то этот процесс расширяется до следующего:

  • Гидролокация полученного крахмала при помощи химических составов;
  • Фильтрование полученной массы;
  • Пропаривание заготовки до образования вязкой консистенции и её обесцвечивание;
  • Дозация полученной патоки по канистрам.

Важно учесть, что такой процесс должен быть составлен технологом. Так как там есть работа с химическими реагентами и нагревательными элементами. Все действия должны быть чётко распределены.

Какие виды крахмала можно производить?

Сегодня в России распространено:

  • производство крахмала из картофеля;
  • производство кукурузного крахмала;

Ниша, которая практически не занята, это пшеничный крахмал. Распространенный в Европе, он только недавно стал активно применяться в различных сферах в стране. Производство модифицированных крахмалов также не развито, но туту есть объективные причины. Сама технология отличается и требует больших затрат. Кроме этого на обработку и производство таких составов сырья потребуется специальные разрешения, которые в соответствии с действующим законодательством отсутствуют в данный момент.

Где выгоднее размещать производство?

Картофельный крахмал, как и кукурузный крахмал, требует постоянного доступа к сырью, размещать его в городе не будет целесообразно. Связанно это с тем, что сырьё необходимо очень часто завозить. Основными производителями являются фермеры. Именно у них можно закупить качественную продукцию по низкой цене. Дополнительно уберутся расходы, связанные с доставкой картофеля и кукурузы.

Производство пшеничного крахмала также можно разместить за городом. Кроме этого можно использовать местные склады для хранения, которые уже оборудованы для размещения большой массы продукта. Виды крахмала уже готового стоит хранить разделено. Для этого склад должен быть разделён на секторы и нему должен быть свободный доступ большегрузного транспорта.

Примерные сроки окупаемости

Пищевой крахмал для производителя не обходится в плане производства в большую стоимость. Себестоимость низкая, как и затраты на его хранение.

Продажа крахмала изначально должна быть сформирована именно в оптовом направлении. Только так производство можно развить и получить стабильную прибыль. Розничные поставки не дадут нужного эффекта, так как крупные бренды сами выдвигают свои виды такого продукта на рынки.

При нескольких постоянных и крупных контрактах и расширением собственного ассортимента, при стартовых затратах до 3-4 миллионов рублей окупить такой бизнес можно за 2-2.5 года. Если будет задействовано производство крахмала из пшеницы, а также патоки, такие сроки сокращаются 1.5 лет, так как такая продукция стала пользоваться активным спросом, который только растёт.

Крахмал и крахмалопродукты

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.

Для удовлетворения спроса на крахмал и крахмалопродукты создаются новые предприятия крахмалопаточной промышленности, увеличиваются ресурсы сырья.

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.

Состав и основные свойства крахмала. В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, получивших название крахмальных зерен. В зависимости от вида растений, внешних условий в период формирования крахмальные зерна различаются строением, формой и размерами. По их внешнему виду при микроскопировании устанавливают происхождение крахмала или его однородность. Крупные зерна картофельного крахмала (от 15 до 100 мкм и более) имеют овальную форму и на поверхности бороздки, концентрически размещенные вокруг глазка — точки или черточки. Мелкие зерна — круглые. Крахмал, состоящий из крупных зерен, отличается более высоким качеством. Зерна крахмала, выделенные из роговидной части эндосперма кукурузы,- многогранные, из мучнистой — круглые. Товарный кукурузный крахмал составляют зерна величиной от 5 до 25 мкм с большим круглым глазком на поверхности. Для пшеничного крахмала характерно присутствие зерен двух фракций: крупных — от 20 до 35 мкм и мелких — от 2 до 10 мкм. Форма их плоская эллиптическая или круглая. Глазок, расположенный в центре, заметен только в крупных зернах. Крахмал ржаной и ячменный сходны по внешнему виду зерен с пшеничным. Рисовый крахмал состоит из наиболее мелких зерен — от 3 до 8 мкм, имеющих многогранную форму.

Плотность зерен крахмала (в кг/м 3 ): картофельного — около 1,65, кукурузного- 1,61. Масса 1 м картофельного крахмала влажностью 20 % — 650 кг.

Крахмал — природный высокополимер, состоящий из ос-Д-ангидроглюкозных остатков. Общая формула крахмала

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-гликозидными связями. Степень полимеризации амилопектина значительно выше, чем амилозы.

Свойства этих полимеров различаются. Так, амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретро-градирует (осаждается) в виде труднорастворимого геля. Амилопектин набухает в воде и дает стойкие вязкие коллоидные 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 амилозы приходится 17-25%. В восковидных зернах кукурузы амилоза почти отсутствует.

В природных крахмалах помимо углеводов содержится 2-4 % Других веществ. Их присутствие существенно влияет на свойства товарного крахмала. В картофельном крахмале фосфорная кислота (0,25 %) образует эфиры с амилопектином и влияет на кислотность крахмала, удерживает катионы щелочных и щелочно-земельных металлов. Щелочные катионы обусловливают прозрачность и повышают вязкость крахмального клейстера, а щелочно-земель-ные снижают прозрачность и вязкость. Злаковые крахмалы содержат жирные кислоты (около 0,6 %), адсорбированные на полиса-харидной фракции. Они влияют на запах и цвет крахмала, ухудшают качество получаемых из него продуктов. В крахмальных зернах содержится аморфный белок. При производстве этих крахмалов, кроме того, частично остаются трудноотделямые примеси азотистых веществ.

Запах крахмала слабый, более выраженный у картофельного, содержащего эфирные масла (0,0001-0,1 %). Крахмал как запасной полисахарид присутствует в растительных клетках в водонера-створимой 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 — оболочка — 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.

Крахмал — гидрофильный высокополимер, его зерна набухают в воде. Большая набухаемость зерен также характерна для картофельного крахмала. Набухание сопровождается гидратацией макромолекул, ослаблением и разрушением водородных связей между ними. В холодной воде (до 40-45 °С) крахмал набухает ограниченно, зерна сохраняют первоначальный внешний вид. С повышением температуры крахмал поглощает больше воды, многократно увеличиваются объем зерен и вязкость суспензии. При этом структура зерен разрушается. Более растворимая часть крахмала переходит в раствор. Этот процесс получил название клейстеризации, а температура, при которой крахмальная суспензия приобретает наибольшую вязкость,- температуры клейстеризации. Дальнейшее повышение температуры приводит к снижению вязкости клейстера вследствие нарастающего разрушения связей между макромолекулами, их диспергирования. В табл. 23 указывается температура клейстеризации основных видов крахмала.

Углеводный состав крахмала влияет на вязкость клейстера. Амилозная фракция образует менее вязкие клейстеры, чем амило-пектиновая. Вязкость клейстеров картофельного крахмала значительно выше, чем кукурузного и пшеничного.

Крахмальные клейстеры достаточной концентрации (около 6-8%) после охлаждения переходят в студни, устойчивость которых зависит от способности амилозы к ретроградации. С повышением температуры ретроградация крахмального студня замедляется. Амилоза картофеля имеет меньшую скорость ретроградации, чем кукурузы и 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 щелочноземельных металлов. Студень картофельного крахмала — прозрачный, бесцветный, тягучий; кукурузного — молочно-белого цвета, пастообразный. Для кулинарии более ценен картофельный крахмал, кукурузный — больше применяют в кондитерском производстве, перерабатывают в крахмалопродукты.

Производство крахмала. При переработке сырья вырабатывают сырой крахмал, не пригодный к длительному хранению, затем получают из него сухой крахмал и крахмалопродукты.

Для производства крахмала выращивают картофель крахмалистых высокоурожайных устойчивых к заболеваниям сортов. На качество вырабатываемого крахмала отрицательно влияют повышенное содержание в картофеле растительных белков, аминокислот, соланина. Белки, являясь пенообразователями, затрудняют промывку крахмальных зерен, загрязняют крахмал, осаждаясь на нем в виде хлопьев. Вследствие окисления аминокислоты тирозина образуются меланины. Они адсорбируются крахмалом и ухудшают его цвет. Тирозин также дает окрашенные соединения с ионами железа. Соланин — сильный пенообразователь. Зольные элементы, остающиеся в крахмале, влияют на вязкость и клеящую способность клейстеров.

Технология производства картофельного крахмала

Подготовка сырья к переработке (мойка, отделение посторонних примесей); измельчение клубней; выделение из полученной массы (кашки) картофельного сока и разорванных клеточных стенок (мезги); очистка крахмала от примесей.

Вид крахмала

Температура клейстеризации, °С

Технология производства крахмала

Крахмал картофельный. Производство картофельного крахмала, технология

Основная задача производства картофельного крахмала — мак­симальное извлечение крахмала путем разрыва наибольшего чис­ла клеток клубня и дальнейшая очистка крахмальных зерен от нерастворимых и растворимых примесей. Весь процесс такого производства складывается главным образом из механических операций и основан на двух свойствах зерен крахмала: нераство­римости их в холодной воде и малых размерах при сравнительно большой плотности.

Рассмотрим схему получения сырого картофельного крахмала.

Клубни картофеля хорошо отмывают от почвы в специальных мойках, отделяя при этом солому, камни и другие загрязнения. Чистые клубни измельчают на терках или измельчающих маши­нах ударного действия. Полученную кашку обрабатывают на осадительных центрифугах для получения концентрированного кле­точного сока. Кашку после центрифуг разбавляют жидким крахмальным молоком с сит, на которых промывалась мелкая мезга, и направляют на два первых сита, последовательно отмывающих крахмал от мезги.

С сит кашку направляют на окончательное истирание во вто­рую измельчающую машину, отмывают от свободного крахмала, а полученную мезгу направляют на механическое обезвоживание и использование в качестве корма. На последнее промывное сито для мезги поступает возвратная производственная вода после про­мывания крахмала.

Крахмальное молоко, полученное после промывания кашки поступает для отделения соковой воды на шнековые (осадительные) центрифуги. Соковую воду удаляют в ловушки, а сырой крах­мал, разбавленный свежей водой, в виде молока направляют на рафинирование в специальных ситовых аппаратах с тонкой капро­новой сеткой, отделяющей мелкие частички мезги. Мелкую мезгу обычно отдельно промывают также на ситах с капроновой сеткой, и полученное жидкое крахмальное молоко направляют для разбав­ления кашки после второго выделения клеточного сока. Мезгу ис­пользуют при производстве корма.

В рафинированном крахмальном молоке еще содержатся в не­большом количестве остатки растворимых веществ и мельчайших: частичек мезги. Поэтому его направляют на операцию окончатель­ной очистки — промывание в непрерывно действующих гидроцик­лонных станциях. Здесь получают чистый сырой крахмал и часть крахмала с пониженным качеством. Последний перерабатывают отдельно для получения крахмала низких сортов или после тща­тельной дополнительной очистки возвращают в основную схему перед рафинированием крахмального молока.

Качество сырого картофельного крахмала должно соответство­вать требованиям отраслевого стандарта ОСТ-18-158-74. В соот­ветствии с этим стандартом различают две марки сырого крахма­ла по содержанию в нем влаги: А (38—40%) и Б (50—52%). Кро­ме того, по качеству крахмал каждой марки подразделяют на три сорта — I, II и III . Крахмал I и II сорта должен иметь однородный белый цвет и запах, свойственный крахмалу (не до­пускается наличие постороннего запаха). Крахмал III сорта может быть сероватым, без прожилок и вкраплений. В нем допускается слабо-кислый, но незатхлый запах.

Вследствие высокой влажности (38—52%) сырой картофель­ный крахмал является полуфабрикатом, и его перерабатывают, получая такие виды готовой продукции, как сухой крахмал, бес­кислотные декстрины, модифицированные крахмалы, крахмальное саго, различные патоки, глюкоза.

Для получения высококачественной готовой продукции хоро­шее качество сырья (сырого картофеля) имеет очень большое, а иногда и решающее значение. Белый цвет крахмала важен при применении его как вспомогательного материала в текстильной, бумажной, полиграфической, пищевой и друшх отраслях промыш­ленности. Большое значение для многих производств имеет вяз­кость крахмального клейстера, получаемого при нагревании смеси крахмала с водой. Особенностью картофельного крахмала, отли­чающей его от многих других крахмалов, является высокая начальная вязкость крахмального клейстера. Однако при неправильном ве­дении технологического процесса вязкость такого клейстера может сильно уменьшиться. Главное влияние на это оказывают длитель­ное пребывание крахмальных зерен в воде, содержащей значитель­ную концентрацию клеточного сока, наличие растворенных солей кальция и магния (жесткость воды) и некоторые другие факторы. Сырой крахмал сохраняется плохо из-за высокого содержания влаги. Поэтому сразу после выработки целесообразно обезвожи­вать его (на центрифугах), а затем или немедленно высушить или перерабатывать для получения других видов готовой продукции.

Выход крахмала больше всего зависит от крахмалистости картофеля и качества его измельчения. Поскольку, картофель теряет при хранении значительное количество крахмала, его перерабатывают как можно быстрее, не допуская хранения в весенние месяцы. Поэтому обычный сезон переработки картофеля продолжается 180-200 дней — с сентября по март. В весенне-летние месяцы картофель перерабатывают со значи­тельно худшими показателями. Следует стремиться довести дли­тельность сезона переработки до 120 дней.

Кукурузный крахмал. Технология производства кукурузного крахмала

Целью процесса производства сырого кукурузного крахмала является максимальное извлечение этого полисахарида из зерна в возможно более чистом виде и с минимальным изменением его природных свойств, проведение эффективного разделения и под­готовки к переработке других ценных составных частей зерна, зародыша, оболочек, белковых веществ и растворимых соедине­ний.

Эта цель достигается в производстве путем использования следующих методов воздействия на зерно и промежуточные про­дукты, получаемые при его переработке:

  • химического, физического и биологического с целью размягче­ния зерна в процессе замачивания для облегчения последующего разделения его на компоненты;
  • многоступенчатого мокрого измельчения зерна с сохранением целого зародыша, минимальным разрушением оболочек зерна и максимальным освобождением из клеток зерен крахмала;
  • выделения и промывания зародыша и оболочек мокрым сито­ванием;
  • разделения разных по плотности и размеру частиц белка и зе­рен крахмала под действием центробежных сил с помощью бы­строходных центробежных сепараторов.

В производстве кукурузного крахмала протекают различные микробиологические процессы. В одном случае, при замачивании зерна, направленное молочнокислое брожение не только не ме­шает, но и помогает производству, однако в других, например при измельчении зерна, ситовании и разделении крахмала и бел­ка, развитие микрофлоры затрудняет работу, ухудшает качество готовой продукции.

Производство кукурузного крахмала включает следующие ос­новные технологические операция (схема):

  • замачивание зерна в теплом растворе разбавленной сернистой кислоты с целью размягчения зерна и удаления из него основной части растворимых веществ;
  • дробление замоченного зерна с целью выделения зародыша;
  • выделение и промывание зародыша;
  • тонкое мокрое измельчение зерновой кашки для освобожде­ния связанных зерен крахмала, заключенных в клетках эндо­сперма;
  • выделение из крахмальной суспензии частиц оболочек зерна и стенок клеток эндосперма, отделение от них свободного крахма­ла промыванием и мокрым ситованием;
  • разделение крахмало-белковой суспензии с целью выделения взвешенных белковых веществ;
  • промывание крахмала для очистки его от остатка растворен­ных в основном азотистых веществ.

Производство крахмала как бизнес

Значение крахмала в повседневной жизни очень велико. Большинство видов используется в промышленных целях, что приводит к появлению ряда специализированных продуктов. Он необходим для изготовления кондитерских изделий, мясной продукции, применяется в медицине для изготовления лекарств и в целлюлозной промышленности. О том, что представляет собой производство крахмала, а также о его видах пойдет речь в данной статье.

Где применяют крахмал и его ценность

Это вещество является одним из самых распространенных в природе, возобновляемым и почти неограниченным ресурсом. Крахмал производится из зерновых или корнеплодов. Он в основном используется как пищевой агент, но также благодаря химической или биологической обработке легко превращается во многие полезные продукты на сегодняшний день.

Кроме продуктов питания крахмал используется для производства бумаги, текстиля, клеев, напитков, кондитерских изделий, фармацевтической промышленности и в производстве стройматериалов. Вещество обладает многими замечательными характеристиками, включая высокую вязкость пасты, ее прозрачность и максимальную устойчивость к процессам замораживания и оттаивания, которые выгодны для многих отраслей промышленности.

Производство крахмала — это рентабельный бизнес, так как в качестве относительно дешевого источника сырья чаще всего используют картофель, содержащий высокую концентрацию вещества, которое служит основой для дальнейшего производства. Переработанный сухой концентрат может сравниться по свойствам или даже превосходить аналогичные вещества, полученные из кукурузы, пшеницы, риса.

От растения до порошка

Крахмал является запасом глюкозы растений. В Европе он содержится в кукурузе, пшенице и картофеле, из которых он добывается, а также во многих других растениях: рисе, ячмене, овощах, маниоке, сладком картофеле.

Образование крахмала в растениях происходит в процессе фотосинтеза. Этот физиологический механизм позволяет производить и хранить глюкозу (элементарный сахар), необходимый для их роста и размножения. Первоначально растение ассимилирует углерод из атмосферы и превращает его в глюкозу. Формируется основная молекула. Затем ее используют для синтеза крахмальных полимеров, связанных с чистой глюкозой.

В растениях вещество выглядит как маленькие гранулы, нерастворимые в холодной воде, размером от 3 до 100 микрон. Их форма варьируются в зависимости от происхождения. В условиях производства крахмал и его производные продукты поставляются в потребительские отрасли промышленности в виде порошка, похожего на муку, или сиропов.

Основные производственные операции

Крахмальная промышленность производит более шестисот видов продуктов – от нативных крахмалов до физически или химически модифицированных, в форме сухих порошков до жидких и твердых подсластителей. Универсальность подобных продуктов такова, что они используются в качестве ингредиентов и функциональных добавок в широком спектре пищевых, непродовольственных и кормовых добавок.

Технология производства крахмала заключается в процессе разделения компонентов растения на крахмал, белок, оболочку целлюлозы, растворимые фракции, а в случае кукурузы используется также зародыш, из которого будет добываться масло. Эта первая фаза использует серию простых этапов физического разделения компонентов: дробление, просеивание, центрифугирование и т. д. Однако способы производства специфичны для каждого завода, а промышленные инструменты обычно предназначены для сырья: кукурузы, пшеницы или картофеля.

Производство крахмала переходит в следующую стадию. На втором этапе вещество, которое было извлечено, в чистом виде подвергается дальнейшей обработке. В процессе сушки оно преобразуется в так называемый нативный крахмал. Последующее изменение характеристик позволяет получить модифицированный крахмал.

Промышленное оборудование

Полностью автоматизированные производственные линии включают все этапы производства, транспортировку и упаковку. Их основное оборудование для производства крахмала будет состоять из компонентов барабанных шайб, дезонирования, расперы, десандирующих установок, систем обезвоживания, вакуумных фильтров и гидроциклонных блоков, сушилок, упаковочных машин и интерфейсов управления.

Крахмал и его типы

Крахмалы можно разделить на два типа: родные и модифицированные. Сырые крахмалы, которые все еще сохраняют первоначальную структуру и характеристики, называются родными. Такой компонент является основным продуктом, который продается в сухой порошкообразной форме под разными сортами для продуктов питания, а также в качестве фармацевтического и промышленного сырья.

Родные крахмалы получают путем выделения встречающегося в природе крахмала либо из зерновых культур, либо из корнеплодов, таких как маниока, кукуруза и патока. Они могут использоваться непосредственно при производстве определенных продуктов, например, таких как лапша. Родной крахмал можно считать основным ресурсом, который можно перерабатывать в ряд крахмальных продуктов.

Следует учесть, что данный тип вещества имеет ограниченное время использования и применяется главным образом в пищевой промышленности. Нативные гранулы крахмала легко гидратируются при нагревании в воде, быстро набухают, желатинизируются и обладают повышенной вязкостью, которая увеличивается до пикового значения с каждым последующим нагреванием.

Несмотря на эту особенность пищевая, металлургическая, горнодобывающая, ферментационная, строительная, косметическая, фармацевтическая, бумажная и картонная, а также текстильная промышленность используют родной крахмал в своей традиционной форме.

Модифицированные крахмалы

Существуют характеристики, которые недостижимы с нативным крахмалом. Модифицированный крахмал можно использовать для других вариантов промышленного применения, его получают с помощью ряда методов, химических, физических и ферментативных модификаций.

Таким образом, вещество является нативным крахмалом, который был изменен по своим физическим и/или химическим свойствам. Производство модифицированного крахмала может включать изменение формы гранулы или состава компонентов – амилозы и молекул амилопектина. Поэтому модификации проводятся на природном крахмале, чтобы придать ему свойства, необходимые для конкретных целей: сгущения, желатинизации, адгезивности или образования пленки, для улучшения удержания воды. Продукт также используется для улучшения вкуса и блеска, для удаления или придания непрозрачности.

Когда крахмал модифицирован химически или физически, свойства нативного крахмала изменяются, что делает его полезным во многих отраслях промышленности, таких как пищевая, фармацевтическая, текстильная, нефтяная и целлюлозно-бумажная.

Как образуется крахмал в картофеле

Около 75 % урожая картофеля выращивается для промышленной переработки, в результате которой производят крахмал. Он представляет собой питательные запасы многих растений. В течение вегетационного периода зеленые листья собирают энергию от солнца. В картофеле эта энергия транспортируется в виде сахарного раствора вплоть до клубней. Именно там сахар превращается в крахмал в виде крошечных гранул. Они занимают большую часть внутренней части камеры. Конверсия сахара в крахмал происходит с помощью ферментов, которые отвечают за повторное превращение запасенного вещества в сахар следующей весной.

В зимний период картофель потребляет небольшое количество своего крахмала, чтобы поддерживать жизненные функции до весны. Клубни нуждаются в хорошей циркуляции воздуха, чтобы сохранить жизнедеятельность. Пониженная температура способствует переработке собственного крахмала в сахар, чтобы снизить температуру замерзания в клеточном соке. Если этого недостаточно, клубни умирают. Поэтому картофель должен быть надлежащим образом покрыт при хранении.

Так как клубни являются основным источником картофельного крахмала, то неблагоприятные условия хранения приведут к его потере, в худшем случае — к мертвому и разбитому картофелю, который не подходит для процесса разделения крахмала.

Производство крахмала из картофеля

Процедуры, связанные с промышленным изготовлением продукта, возрастают по сложности в соответствии с конкретными потребностями каждого производителя. Производство картофельного крахмала начинается с удаления грязи, песка, гравия с клубней растения. Промывка представляет собой противоточный процесс, при этом свежая вода добавляется через напорные сопла на заключительном этапе очищения. Затем чистые клубни подвергаются дроблению в специальном контейнере.

После начинается процесс экстракции крахмала, цель которой состоит в том, чтобы открыть клетки клубней и высвободить гранулы крахмала. Экстракция происходит на вращающихся конических ситах и представляет собой противоточный процесс. Высокая центробежная сила позволяет использовать качественные ситовые пластины из нержавеющей стали, которые выдерживают истирание и химикаты. Ситовые пластины имеют длинные перфорации всего 125 микрон в поперечнике.

Производство крахмала на этом не заканчивается. Сок клеток картофеля богат сахаром и белком. При открытии клеток сок мгновенно подвергается воздействию воздуха и реагирует с кислородом, образуя цветные компоненты, которые могут прилипать к крахмалу. Во избежание процесса окисления в полученный продукт необходимо добавить двуокись серы или раствор натрия-бисульфита.

Влажный крахмал из вращающихся вакуумных фильтров сушат в флэш-сушилке с умеренным горячим воздухом. Перед доставкой крахмал просеивают на тонком сите, чтобы удалить любую пыль, сформированную в винтовых конвейерах.

Производство крахмала из кукурузы

Кукурузный крахмал – популярный пищевой ингредиент, используемый в пищевой, текстильной, фармацевтической и бумажной промышленности. Его получают из эндосперма кукурузного ядра. Производство кукурузного крахмала популярно в большинстве стран мира. Кукурузу выращивают в климатических зонах с умеренным и теплым климатом. В последнее время становится популярным производство крахмала в России.

Основные операции включают следующие этапы:

  • Очистка. Сырье очищается для удаления посторонних предметов.
  • Замачивание. Зерна кукурузы погружают в большие резервуары с теплой водой, содержащей кислоту и двуокись серы.
  • Фрезерование. Размягчение ядер мокрым измельчением в воде.
  • Урегулирование и декантация. Измельченному продукту дают возможность оседать под действием силы тяжести, а после этого воду декантируют, получая густую суспензию массы кукурузы.
  • Просеивание. Суспензию просеивают для удаления шелухи.
  • Центрифугирование. Крахмал в суспензии отделяют от белка.
  • Обезвоживание крахмала и его гранулирование.
  • Сушка с использованием флэш-сушилки.
  • Фрезерование. Высушенный кукурузный крахмал измельчают до желаемого размера частиц.

После всех производственных процессов крахмал упаковывается соответствующим образом в герметичный и непроницаемый для влаги упаковочный материал. Полученный продукт является модифицированным и обладает улучшенными качествами. Его используют при производстве подсластителей, калибровке бумаги и текстиля, в качестве загустителя и стабилизатора пищи.

Бизнес по производству картофельного крахмала

Помимо консервирования картофеля это сырье является основным для получения крахмала. Крахмал производят на крупных специализированных предприятиях, на небольших заводах и даже в мелких цехах. В качестве сырья можно использовать как обычный продовольственный картофель, так и мелкий, который, как правило, отбраковывается по размерам при сушке или заморозке. Главное требование – картофель должен быть зрелым, так как в молодых незрелых клубнях средний размер крахмальных зерен меньше, соответственно, качество готового крахмала из них будет ниже, а количество потерь при производстве – выше.

В среднем в одном клубне содержится около 18 % крахмала от общего веса. При извлечении крахмала клеточные стенки сырья разрушаются, из них извлекается максимально большое количество крахмальных зерен, которые затем отделяются от жидкости и примесей и высушиваются. При получении крахмала используется холодная вода, сушка его производится при невысокой температуре. Так как сухой безводный крахмал имеет удельный вес 1,65 г на мл, то крахмальные зерна при отделении от клеток мякоти быстро осаждаются. Это позволяет улавливать их в виде осадка и отделять при помощи центрифуги от жидкой части.

Производство крахмала состоит из нескольких операций. Сначала весь картофель моется на специальной моечной машине, которая снабжена глубоким желобом с валом в верхней части. Расход воды при мойке картофеля составляет 4-5 куб. метров воды на 1 тонну сырья. Затем, как и при консервировании картофеля, клубни измельчаются. Но на этот раз они измельчаются таким образом, чтобы разрушить максимальное количество клеточных стенок (это позволит извлечь из них как можно больше крахмала). Однако чрезмерное измельчение затруднит последующее их отделение от крахмала и жидкости. Поэтому для измельчения картофеля его пропускают через терочные устройства, превращающие клубни в кашеобразную массу, основная часть крахмальных зерен в которой находится в свободном состоянии. Картофельная растертая масса собирается в сборник, а потом подается на сито. На линии могут использовать полуцилиндрическое, цилиндрическое (ротационное) и плоское (сотрясательное) оборудование. Именно здесь под воздействием воды крахмальные зерна отделяются от других составляющих массы. Больше половины крахмала проходит через сито вместе с водой и другими веществами. На сите при этом остается мезга, клетчатка и около 25 % крахмала. Чтобы уменьшить потери, оставшуюся кашку снова измельчают и пропускают через сито с более мелкими отверстиями. Крахмальные зерна, которые прошли через сито вместе с водой, называются крахмальным молочком. Раствор сливается в отдельный резервуар, где от воды отделяется крахмал путем отстаивания в чанах, отстаивания в потоке (на лотках или в желобках) или центрифугированием. В первом случае молочко сливается в баки и оставляется на 7-8 часов. Крахмал оседает на дне бака, а жидкость с образовавшейся пеной аккуратно сливается через фильтры для улавливания оставшегося в ней крахмала. Крахмал выгружается в промывной чан, где снова смешивается с водой и оставляется для оседания. С поверхности воды удаляется образовавшийся при вторичной промывке налет, а крахмал-сырец направляется на сушку. Сырец содержит до 55 % воды. В процессе сушки при температуре 45-50° уровень его влажности снижается до 20 %. Так как в результате этой операции в крахмале образуются комки, их необходимо потом измельчить. Наконец, готовый крахмал просеивается через бурат и упаковывается.

На большинстве современных предприятий используются автоматизированные линии по производству крахмала четырех сортов (экстра, высший, первый, второй). Они позволяют выполнять все операции – мойку сырья, измельчение, сбор и очищение каши, механическое обезвоживание полученного крахмала, выделение свободного крахмала из каши, обезвоживание и сушку – с минимальным участием людей и по безотходной технологии. Специальная гидроциклонная установка используется для разделения картофельной кашки на крахмальную суспензию и смесь мезги с картофельным соком.

Это позволяет значительно уменьшить расход свежей воды, который составляет в данном случае около 0,5 куб. метров на 1 тонну картофеля. Кроме того, практически полностью ликвидируются сточные воды, а получаемые концентрированные отходы (с содержанием около 7-10 % сухих веществ) идут на корм скоту в натуральном или переработанном виде. Такие установки не требуют большой производственной площади для размещения и отличаются высокой производительностью (до 10-15 тонн крахмала в сутки). Стоимость такого комплекта оборудования начинается от 7 миллионов рублей. При выборе помещений под производства и склады имейте в виду, что мелкая крахмальная пыль в воздухе может взрываться от соприкосновения с огнем. Поэтому на таком предприятии к оборудованию помещений, где вырабатывают крахмал (особенно на участках, где его сушат и упаковываются), предъявляются особые требования, в том числе и по соответствию правилам противопожарной безопасности. Кроме того, вам потребуется собственная система очистки сточных вод или наличие возможность расположения полей фильтрации около производства. Располагаться такое предприятие должно за городом. Также необходим собственный транспорт: картофель доставляется на завод с хозяйств в радиусе 100 км. Одна лишь стоимость доставки составляет на 6 тонн обработанного картофеля или 1 тонну готового крахмала порядка 1000 р. Для обслуживания среднего производства потребуется 14-16 человек, работающих в две смены. Средняя заработная плата работника составит около 18 тысяч рублей. Таким образом, расходы на заработную плату в себестоимости 1 тонны готовой продукции составляют 320 рублей. Прибавьте к этому расходы на закупку сырья (картофель), сульфат натрия, расходы на воду, электроэнергию, газ, покупку упаковки (мешки). При таких цифрах себестоимость производства 1 тонны картофельного крахмала составляет примерно 31-32 тыс. рублей.

Средняя рыночная оптовая цена картофельного крахмала – около 37 рублей за килограмм. Таким образом, доход предприятия по производству картофельного крахмала без учета налоговых отчислений, а также организации сбыта продукции и прочих затрат, кроме тех, что учтены выше, может составить 3,5-4 млн. рублей в месяц при производительности 1-1,5 тонны крахмала в час. Конечно, за вычетом всех расходов чистая прибыль окажется на порядок ниже. Тем не менее, можно увеличить рентабельность предприятия за счет расширения ассортимента, реализации отходов от переработки картофеля (клетчатки) в качестве комбикорма и т. д.

Бизнес по консервированию картофеля и производству крахмала является сезонным. Так как при хранении картофель теряет большую часть содержащегося в нем крахмала, сезон переработки сырья составляет около 250-300 дней – с сентября по май. Но для получения крахмала более высокого качества рекомендуется перерабатывать весь картофель в течение 200 дней. Уже с апреля (а в некоторых регионах и ранее) потери крахмала значительно возрастают.

Технология производства крахмала

Крахмал – сложный углевод, образующийся в растениях и откладываемый ими в качестве запасного питательного вещества. Он хорошо переваривается и усваивается организмом человека.

Благодаря разнообразию своих свойств, способности к их изменениям крахмал применяют в разных пищевых производствах (кондитерском, хлебопекарном, колбасном и др.), в кулинарии, для выработки крахмалопродуктов, в непищевых отраслях (парфюмерной, текстильной и др).

Калорийность 100г крахмала 350 ккал. В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, называемых крахмальными зернами. Крахмальные зерна разных растений характеризуются определенной формой, строением, размерами. По этим признакам можно установить вид крахмала. Крахмал можно изготовить, используя различное растительное сырье. При этом технология производства немного различна. В данной статье мы опишем технологию производства крахмала из картофеля и кукурузы.

Производство картофельного 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.

При производстве крахмала предусмотрен его выпуск в двух формах: сухой и сырой картофельный крахмал. Количество сырого картофельного крахмала определяют в соответствии с ОСТ 10-103-88. Различают сырой крахмал марки А и марки В с влажностью 38 и 50 % соответственно. В зависимости от качества (цвета, наличия вкраплении, 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.

Сухой крахмал фасуют в мешки и мелкую упаковку. Картофельный крахмал упаковывают в двойные тканевые или бумажные мешки, а также мешки с полиэтиленовыми вкладышами массой не более 50 кг. По качеству крахмал, в соответствии с требованиями ГОСТ 7699-78 «Крахмал картофельный» подразделяют на следующие сорта: «Экстра», высший, первый и второй. Влажность крахмала должна быть 17…20 %, содержание золы 0,3…1,0 %, кислотность 6…20 ° в зависимости от сорта. Содержание сернистого ангидрида не более 0,005 %. Важный показатель, характеризующий чистоту и белизну крахмала, — количество крапин на 1 квадратный дм при рассмотрении невооруженным глазом. Для «Экстра» — 80, для высшего – 280, для первого – 700, для второго не нормируется. Крахмал второго сорта предназначен только для технических целей и промышленной переработки. Гарантийный срок хранения крахмала 2 года со дня выработки при относительной влажности воздуха не более 75 %.

Производство кукурузного крахмала

В общих чертах, процесс переработки кукурузы можно описать так: очищенная кукуруза размягчается в горячей воде, содержащей серу. При грубом помоле отделяется зародыш, а при тонком разделяются клетчатка и крахмал. Сход с мельниц очищается от глютена и многократно промывается в гидроциклонах для удаления последних следов протеина и получения качественного крахмала.

ОЧИСТКА. Сырьём для мокрого помола является обмолоченная кукуруза. Зерно проверяют и удаляют початки, солому, пыль и инородные материалы. Обычно очистка проводится дважды перед помолом. После второй очистки кукурузу делят на порции по весу и закладывают в бункеры. Из бункеров она гидравлически подаётся в замочные чаны.

ЗАМАЧИВАНИЕ. Правильное замачивание является необходимым условием высокого выхода и хорошего качества крахмала. Замачивание проводится в непрерывном противоточном процессе. Очищенная кукуруза загружается в батарею больших замочных ёмкостей (чанов), где она набухает в горячей воде около пятидесяти часов. Фактически, замачивание является контролируемой ферментацией, и добавление 1000-2000 ppm диоксида серы в замочную воду помогает управлять этой ферментацией. Замачивание в присутствии диоксида серы направляет ферментацию посредством ускорения роста благоприятных микроорганизмов, предпочтительно лактобактерий, с одновременным подавлением вредных бактерий, плесени, грибков и дрожжей. Растворимые вещества экстрагируются, а зёрна размягчаются. Зёрна увеличиваются в объёме более чем вдвое, содержание влаги в них возрастает примерно с15% до 45%.

Схема замачивания зерна на заводе мощностью 150 тонн кукурузы в день

ВЫПАРИВАНИЕ ЗАМОЧНОЙ ВОДЫ. Замочную воду сливают с зерна и конденсируют в многоступенчатой выпарной установке. Большинство органических кислот, образующихся во время ферментации, летучи и испаряются вместе с водой. Следовательно, конденсат с первой ступени выпарной установки необходимо нейтрализовать после утилизации тепла подогревом воды, поступающей на замачивание. Истощённая замочная вода, содержащая 6-7% сухих веществ, непрерывно отводится для последующей концентрации. Замочная вода конденсируется в самостерильный продукт – питательное вещество для микробиологической промышленности, или концентрируется приблизительно до 48% сухих веществ и смешивается и высушивается вместе с клетчаткой.

ПРОИЗВОДСТВО SO2. Для замачивания и размягчения кукурузного зерна и управления микробиологической активностью в течение процесса применяют сернистую кислоту. Диоксид серы получают, сжигая серу и поглощая образующийся газ водой. Абсорбция происходит в абсорбционных колоннах, где газ орошается водяными брызгами. Сернистая кислота собирается в промежуточные ёмкости. Диоксид серы можно также хранить в стальных баллонах под давлением.

ОТДЕЛЕНИЕ ЗАРОДЫША . Размягчённые зёрна разрушаются на абразивных мельницах для снятия оболочки и разрушения связей между зародышем и эндоспермом. Для поддержания процесса мокрого помола добавляется вода. Хорошее замачивание гарантирует свободное отделение неповреждённого зародыша от зёрен в процессе мягкого помола без выделения масла. Масло составляет половину веса зародыша на этой стадии, и зародыш легко отделяется центрифужной силой. Лёгкие зародыши отделяется от основной суспензии на гидроциклонах, предназначенных для отделения первичного зародыша. Для полного разделения поток продукта с остатками зародыша подвергается повторному помолу с последующей сепарацией на гидроциклонах, которая эффективно удаляет остаточный – вторичный — зародыш. Зародыши многократно промывают в противотоке на трёхступенчатом сите для удаления крахмала. Чистая вода добавляется на последней ступени.

Отделение зародыша на заводе мощностью 150 тонн кукурузы в день

1 | 2 Версия для печати | Отправить | Сделать стартовой | Добавить в избранное Статьи по теме

19.04.2011 Продаем скипидар Нижний Новгород

Производство картофельного крахмала

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.

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.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Производство крахмала на мини-заводах

Мини завод по изготовлению крахмала

Характеристики производственного процесса

Характеризуя технологический процесс, следует отметить, что вне зависимости от того, из какого сырья производится крахмал – кукурузы, пшеницы или традиционного картофеля, основные операции являются идентичными:

Схема производства крахмала

  • подготовка сырья – очистка от посторонних примесей, мойка, взвешивание;
  • измельчение с целью приведения сырья в кашицеобразное состояние;
  • отделение жидкой фракции;
  • получение крахмала в свободном виде;
  • рафинирование – очистка от частиц мезги;
  • промывание;
  • высушивание;
  • фасовка;
  • упаковка.

Операция измельчения картофеля обычно проходит в два этапа. На первом из них применяются пилки, имеющие высоту зубьев 1,5 мм. Второй этап – перетир предполагает использование более мелких пилок с зубьями в 1,0 мм.

Для того, чтобы крахмальный бизнес функционировал круглогодично, целесообразно приобрести установку по получению патоки по следующему алгоритму:

  • гидролиз крахмала;
  • фильтрация полученного раствора;
  • обесцвечивание;
  • упаривание сиропа для получения патоки с нормативной консистенцией;
  • разливание патоки.

  • Компактность, позволяющая размещать производственные мощности в арендуемых помещениях, исключая строительство больших цехов. Мини завод можно установить в небольших помещениях
  • Минимизация рисков, связанных с вложением средств.
  • Экономичность, обусловленная небольшим штатом персонала, обслуживающего технологическую линию по производству крахмала.
  • Доступность сырьевой базы, особенно картофеля, который выращивают многие фермерские хозяйства.

Небольшой крахмальный завод является привлекательным для начинающих предпринимателей и по причине его мобильности. При необходимости такое производство можно установить в непосредственной близости от места произрастания нужного сырья, что значительно сокращает транспортные расходы.

Необходимый материал, оборудование

Чтобы установить полноценный крахмальный завод, относящийся к разновидностям мини предприятий, достаточно площади около 75 кв. метров, чтобы оборудовать производственный цех и складские помещения. Особенное внимание должно уделяться оборудованию мест хранения сырья, необходимого для переработки.

Мини завод по производству крахмала и его агрегаты

Если нет возможности оборудовать их рядом с производством, целесообразно заключить договоры с фермерскими хозяйствами, у которых есть собственные складские площади, на своевременную поставку сырья, чтобы обеспечить бесперебойную работу оборудования.

Оборудование для производства крахмала

Современная технологическая установка с максимальной автоматизацией позволяет получать крахмал четырех сортов, что значительно расширяет сектор потребления. К основному оборудованию мини-завода относятся следующие станки и механизмы:

Технология производства крахмала

  • мойка;
  • автоматические весы;
  • промышленная терка;
  • сборник кашицы;
  • центрифуга;
  • вакуумная сушка;
  • упаковочное оборудование.

Наличию моечных машин, оборудованных песко-, ботво- и камнеловушками особое внимание уделяется, если переработке подвергается картофель. Он проходит несколько стадий мойки в течение почти 15 минут с целью получения полной очистки его поверхности от любого вида загрязнений. После мойки клубни взвешиваются с помощью автоматических весов, оборудованных откидным днищем. Вес поступающих партий регистрируется счетчиком.

Поскольку крахмал разных сортов можно получать не только из картофеля, но и из кукурузы и пшеницы, то целесообразно рассмотреть вариант комплексного использования оборудования, организовав поставки нескольких видов сырья.

Бизнес план

Учитывая, что на начальном этапе становления бизнеса проще обратиться к производству крахмала из привычного картофеля, целесообразно наладить прочные связи с поставщиками этого вида сырья. Основное внимание уделяется качеству клубней, которые должны быть здоровыми, лишенными повреждений, иметь огрубевшую кожицу. Только такой картофель сможет не утратить свои свойства в процессе хранения.

Бизнес план по производству крахмала

Впоследствии, установив длительные связи с потребителями, можно расширить производство, обратившись к выпуску продукции из кукурузы, а также пшеницы. Разрабатывая бизнес план, необходимо сразу ориентироваться на потребности в разных видах, а также сортах крахмала, который востребован в пищевой, бумажной, текстильной, фармацевтической промышленности.

Запуская крахмальный завод, следует продумать, какой штат работников сможет эффективно выполнять все необходимые операции. Нужны будут операторы, грузчики, кладовщики. Также потребуется технолог, бухгалтер, наладчик, водитель-экспедитор. Всего около двенадцати человек.

Себестоимость, окупаемость

Планируя начать собственный бизнес по изготовлению крахмала, например из картофеля, нужно быть готовыми к крупным первоначальным вложениям, поскольку оборудованный всеми механизмами мини-завод производительностью 1 т/час ∙ 8 часов ∙ 23 дня = 184 т/месяц будет стоить примерно 6000 тыс. рублей.

Ежемесячные затраты составят, тыс. рублей:

  • арендная плата – 40;
  • фонд зарплаты – 300;
  • сульфат натрия – 5;
  • транспортные расходы – 150;
  • вода, электроэнергия – 152.

Финансовых средств на закупку сырья потребуется 5 ∙ 5000 ∙ 184 = 4600 тыс. рублей. Из расчета, что на тонну выпускаемого крахмала необходимо потратить 5 тонн картофеля по закупочной цене в 5 руб./кг.

Итого себестоимость крахмала в месяц составит 5247 тыс. рублей.

График прибыли и затрат по производству крахмала

Доход определяется, исходя из оптовой среднерыночной цены на крахмал в размере 36 руб./кг.

Общий доход составит:

36 ∙ 184000 = 6624 тыс. рублей.

6624 – 5247 = 1377 тыс. рублей.

С учетом налогов можно рассчитывать на чистую прибыль в 1171 тыс. рублей.

Окупаемость капитальных затрат:

6000 / 1171 ≈ 5 месяцев.

В реальных условиях окупаемость мини производства крахмала может составлять более длительный срок, но в целом бизнес будет приносить доход.

Технология производства картофельного крахмала

Картофель (Solanum tuberosum) — один из основных видов сырья для получения крахмала. Крахмал картофельный представляет собой сыпучий порошок, который окрашен в белый цвет, хотя иногда допускается и желтый оттенок. Получают его при переработке картофельных клубней. Продукт не имеет ни вкуса, ни запаха.

В технических сортах картофеля урожайность составляет 250—350 ц, выход крахмала 45—60 ц с 1 га сорта устойчивы к болезням, вырождению, лежкие, клубни с тонкой кожурой, отличаются низким содержанием клетчатки, белковых веществ, соланина, сахара, пониженной активностью окислительных ферментов, крупным крахмальным зерном.

Хранение. Картофель хранят в течение 120—130 дней. Более длительное хранение нецелесообразно из-за возможной порчи сырья. Больные клубни использовать в производстве нежелательно, так как они вносят инфекцию, вызывают образование слизи, накопление азотистых веществ, пенение соковых вод, повышение кислотности; крахмал получается низкого качества.

Технологическая схема приготовления картофельного крахмала

Крахмал в виде зерен находится в клеточном соке клубней картофеля. Задача производства —выделить зерна крахмала из клеток, освободить их от клеточного сока и мезги, промыть, высушить, упаковать.

Основные операции в приготовлении крахмала. Подача картофеля в производство; мойка клубней, удаление тяжелых и легких примесей; измельчение картофеля на терках и получение кашки; выделение из кашки основного количества клеточного сока на центрифугах; вымывание свободного крахмала из кашки и получение крахмального молока; отделение соковой воды из крахмального молока; рафинирование крахмального молока — очистка от взвешенных примесей на ситовых аппаратах; промывание крахмала—разбавление и концентрирование крахмального молока для удаления растворимых веществ; механическое обезвоживание крахмала; сушка; отделка сухого крахмала (дробление, просеивание); упаковка и маркировка крахмала.

Получения крахмала высокого качества. Для получения крахмала высокого качества имеет значение тщательная мойка клубней, быстрое отделение клеточного сока от кашки и освобождение зерен от примесей, непродолжительное время сушки в заданном режиме — в начальном периоде при пониженной температуре 40—45°, досушка при 80°.

Готовый сухой крахмал упаковывают в мешки из льняной или джутовой ткани емкостью 50, 60, 70, 75 кг. Так как крахмал дает большой распыл, а крахмальные зерна способны проходить через самую плотную ткань, мешки проклеивают крахмальным клейстером и просушивают.

Упаковка. При упаковке сухого крахмала в бумажные многослойные мешки необходима дополнительная упаковка в тканевые мешки. Сухой крахмал фасуют в бумажные и целлофановые пакеты, в картонные коробки массой от 100 до 1000 г. Пакеты и коробки упаковывают в ящики емкостью 30 кг.

Побочные продукты

Побочными продуктами картофелекрахмального производства являются сухая мезга, концентрированный клеточный сок. Мезга используется на корм скоту, клеточный сок — на выработку кормовых дрожжей. Сточные воды обеззараживаются и направляются на орошение и удобрение полей.

Применение

С развитием промышленности крахмал стали применять в состав различных лекарственных средств: мази, присыпки и другие. В косметологии крахмал известен в качестве отбеливателя для кожи, он абсорбирует явные выделения сальных и потовых желез, оздоравливает кожу.

Картофельный крахмал полезен для приготовления вкусного киселя и других кулинарных шедевров. Также этот продукт используют для выпечки. В частности, он может частично заменить муку. Он придает изделиям из теста рассыпчатость.

При помощи этого вещества крахмалят постельное белье, так оно становится более жестким и держит форму.

Вредными считаются рафинированные крахмалы, полученные в процессе промышленного производства (имеется в виду привычный белый порошок). В процессе пищеварения они повышают уровень инсулина, что впоследствии приводит к атеросклерозу, различным гормональным нарушениям и патологии глазного яблока. Но помните, что вред крахмала будет сказываться только при высоком содержании этого порошка в продуктах, подвергающихся тепловой обработке.

Иногда это даже способствует развитию онкологических заболеваний. Ведь при высокотемпературной обработке в крахмале образуется ядовитое вещество. Об этом обязательно должны помнить любители чипсов и жареного картофеля.

Технологическая линия производства картофельного крахмала

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Сырьем для производства картофельного крахмала служит картофель. Средний химический состав клубня картофеля состоит из 75 % воды и 25 % сухих веществ, из которых 18,5 % крахмала, 2 % азотистых веществ, 1 % клетчатки, 0,9 % минеральных веществ, 0,8 % сахара, 0,2 жира и 1,6 % прочих веществ (пектиновые, пентозаны и др.).

Расход картофеля с крахмалистостью 14,8 % на 1 т сухих веществ крахмала составляет 7,95 т. В зависимости от качества картофельный сырой крахмал подразделяют на три сорта: I, II, III. Крахмал I и II сорта должен иметь белый однородный цвет и запах, свойственный крахмалу. Крахмал III сорта может быть сероватым, без прожилок, пятен и темных вкраплений, допускается слабый кисловатый, но не затхлый запах.

Сырой крахмал — скоропортящийся продукт, не подлежащий длительному хранению. Сырой картофельный крахмал в холодное время года хранят наливным способом или на складах, при этом емкость с осевшим крахмалом заливают чистой водой, добавляя туда около 0,05 % диоксида серы. Наиболее надежный способ хранения крахмала — в замороженном состоянии.

В производстве картофельного крахмала степень использования сырья характеризуется коэффициентом извлечения крахмала, который колеблется от 82 до 88 %. Выход крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами. Основные потери крахмала в производстве происходят с мезгой в виде связанного крахмала (около 40 %) и свободного крахмала (3.. .4 %), что составляет около 1,7 % массы переработанного картофеля.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Картофель подают на производство с помощью гидравлического транспортера, при этом частично отделяют легкие примеси, песок и землю. Моют картофель в моечных машинах комбинированного типа, при этом процесс мойки составляет 10. 14 мин.

Картофель измельчают на терочных машинах, принцип работы которых состоит в истирании клубней поверхностью, состоящей из пилок с мелкими зубьями. Измельчение проводят дважды. При первом измельчении используют пилки с высотой зубьев 1,5. 1,7 мм, при повторном (перетир) — 1,0 мм.

Полученная после терочных машин картофельная кашка представляет собой смесь, состоящую из взорванных клеточных стенок, крахмальных зерен и картофельного сока. Важная задача получения картофельного крахмала — скорейшее выделение из кашки сока при минимальном его разбавлении. Контакт сока с крахмалом ухудшает качество крахмала, вызывая его потемнение в связи с окислением тирозина, снижает вязкость крахмального клейстера, способствует образованию пены, слизи и других нежелательных явлений.

После отделения картофельного сока на осадочных центрифугах кашку направляют на ситовые аппараты или на гидроциклонные установки, где от нее отделяют и промывают крупную и мелкую мезгу, осаждают и промывают крахмал. Полученная здесь крахмальная суспензия имеет концентрацию 12. 14 % и содержит некоторое количество мелкой мезги (4. 8 %), водорастворимых веществ (0,1.. .0,5 %) и сильно разбавленного картофельного сока. Поэтому ее подвергают двухступенчатому рафинированию, после чего крахмальную суспензию с концентрацией 7.. .9 % подают на пеногасящее устройство и на песковые гидроциклоны. Далее крахмал обезвоживают и высушивают.

Стадии технологического процесса. Переработку картофеля на крахмал можно разделить на следующие стадии:

— мойка и взвешивание картофеля;

— тонкое измельчение картофеля (получение кашки);

— выделение свободного крахмала из кашки;

— отделение и промывание мезги;

— рафинирование крахмального молока;

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки клубней картофеля к переработке, в состав которого входят гидравлические транспортеры, моечные машины типа КМЗ-57М, снабженные ботво-, песко- и камнеловушками, а также автоматические весы с откидным днищем.

Ведущим является комплекс оборудования для тонкого измельчения картофеля, включающий терочные машины типа ZT-350 или ПКИ-200, насосы, фильтры и сборники накопители.

В состав линии входит комплекс оборудования, состоящий из шнековой осадительной центрифуги типа ОГШ, приемных сборников для кашки и вспомогательного оборудования.

Завершающий комплекс включает оборудование: центробежные ситовые аппараты; барабанно-струйные или центробежно-лопастные, а также гидроциклоны, включающие несколько ступеней мультициклонов для выделения мезги и промывки крахмала.

На рис. показана машинно-аппаратурная схема линии производства картофельного крахмала.

Рис. Машинно-аппаратурная схема линии производства картофельного крахмала

Устройство и принцип действия линии. В настоящее время на предприятиях осуществляют внедрение новой технологической схемы производства картофельного крахмала с использованием гидроциклонных установок. При работе разделение картофельной кашки производят на гидроциклонах с получением очищенной суспензии крахмала и смеси мезги и картофельного сока.

При работе отмытый картофель измельчают на терках 1 и кашку насосом 2 перекачивают на второе измельчение к теркам 3. На второе измельчение подают также надситовый продукт с дуговых рафинированных сит 11. После второго измельчения кашку насосом 4 перекачивают через самоочищающийся фильтр 5 в сборник-накопитель 6. В этом сборнике происходит смешивание кашки с густым крахмальным сходом, поступающим с обескрахмаливающих гидроциклонов 16. Из сборника 6 насосом 7 разбавленную кашку подают на станцию гидроциклонов 15, включающую 9 ступеней мультициклонов для выделения мезги и промывки крахмала.

Густой крахмальный сход с предпоследней ступени мультициклонов направляют в сборник 9, куда через фильтр 8 подают свежую воду, предназначенную для промывки крахмала. Для контрольной очистки крахмала от мезги суспензию из сборника 9 насосом 10 направляют на рафинировальное сито 11. Мезгу (надситовый продукт) возвращают в производство на второе измельчение, а суспензию собирают в сборнике 12. Из последнего насосом 13 суспензию через песковый гидроциклон 14 подают на последнюю ступень гидроциклонной установки.

В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37.. .40 %, содержание в ней мезги составляет 0,01.. .0,02 % (к сухим веществам), растворимых веществ до 0,05 %.

Жидкие сходы с первой и второй ступени гидроциклонной установки содержат мезгу, крахмал, их жидкая фаза представлена в основном картофельным соком. Обескрахмаливание смеси мезги и картофельного сока осуществляют на трехступенчатой установке 16. После обескрахмаливания смесь содержит сухих веществ 7.. .9 %, свободного крахмала 2,1.. .9 г/л. Содержание сухих веществ в жидкой фазе 4. 5 %. При переработке 1 т картофеля получают около 1 т смеси и картофельного сока. Ее используют для скармливания скоту.

Ссылка на основную публикацию