Технологія отримання сирого кукурудзяного крохмалю.

При вологості 13-14 % зерно кукурудзи може зберігатися до двох і більше років. Завдяки цьому кукурудзу можна переробляти цілий рік.

Метою технології є максимальне вивільнення із зерна крохмалю стандартної якості і найбільш ефективний розподіл, використання всіх інших складових частин зерна, тим самим забезпечуючи комплексне використання сировини.

Виробництва крохмалю із кукурудзи включає в себе наступні основні етапи: очищення зерна від домішок, замочування, подрібнення і виділення зародка, подрібнення кашки, виділення із кашки крохмалю, промивання і сушіння крохмалю.

Замочування зерна - одна з найбільш важливих і складних операцій у виробництві кукурудзяного крохмалю. ЇЇ ціль - підготувати зерно для поділу його на складові частини в наступних операціях і добувати з зерна приблизно дві третини розчинних речовин.

Узагальнена функціональна схема виробництва кукурудзяного крохмалю приведена на рис. 7.4. Перед процесом замочування зерна кукурудзи, її необхідно обов’язково очистити від домішок.

Замочування зерна

Очищене від домішок зерно кукурудзи надходить у відділення для замочування. Метою цієї операції являється розм'якшення зерна, що в свою чергу полегшує відокремлення крохмалю, оболонок та зародка. А також у процесі замочування виводиться значна частина розчинних речовин кукурудзи, які утруднюють відокремлення крохмалю — цукрів, декстринів, амінокислот, білків, золи тощо. У процесі замочування знижується механічна міцність зерна, екстрагуються розчинні елементи зерна.

Замочування провадять сірчистою водою в замочувальних апаратах, місткісткість яких становить 50...130 м³. Розчин сірчистої води одержують насиченням води сірчистим ангідридом, одержаним під час спалювання сірки в спеціальних печах. Чани мають циліндроконічну форму, виготовляються з дерева, сталі, алюмінію або залізобетону. Нижня частина має розвантажувальний люк і боковий отвір для відведення екстракту, які перекриті решітками із щілинами. Чани групують у батареї об'ємом на 10... 16 діб роботи і з'єднують трубопроводом і жолобами. Для замочування зерна застосовується протитечійний метод екстракції. Свіжий розчин сірчистої кислоти надходить в останній, або по іншому хвостовий апарат батареї, з якого передбачається вивантаження. Протягом кількох хвилин залиту воду перекачують через чан, забираючи її знизу і подаючи нагору. Цей спосіб називається "циркуляцією на себе". Після циркуляції розчин подається в наступний апарат. Після цього зерно з хвостового апарата вивантажується. Розчин таким чином перекачується з апарата в апарат назустріч кукурудзі, що надходить. Поступово концентрація розчинних речовин в екстракті збільшується і, нарешті, екстракт надходить у чан, в який завантажена свіжа кукурудза (головний апарат). Звідси екстракт відбирають з концентрацією сухих речовин 7...9 %. Для підтримання температури екстракції в чанах 48...50 °С екстракт періодично підігрівають в теплообмінниках. Час екстрагування 48...50 годин. Під час замочування у зерні кукурудзи проходять складні фізико-хімічні процеси. Із зерна в замочувальну воду переходить близько 70 % мінеральних солей, 40 % розчинених вуглеводів і 13 % розчинного білка. Всього в замочувальну воду переходить 7... 10 % сухих речовин зерна. Під дією сірчистої кислоти зерно розм'якшується і набухає, а білок денатурується. Підготовлене таким чином зерно подається гідравлічним транспортером на наступні не менш важливі операції - подрібнення і відокремлення зародка.

Рис. 7.4. Узагальнена функціональна схема виробництва кукурудзяного крохмалю

Подрібнення зерна

Зерно після відділення екстракту направляється в бункер перед дробарками. Ціль дроблення - шляхом поділу зерна на 4-5 частин ві­докремити з нього зародок і виділити якнайбільше крохмалю. Для цього застосовують дискові дробарки. Робочими органами є два диски, один нерухомий (у центр його подається замочене зерно і крохмальне молоко), а другий диск приводиться в обертання. Ступінь дроблення зерна регулюється зазором між дисками. На робочих поверхнях дисків концентрично розташовані ряди виступів у вигляді усічених пірамід, які й дроблять зерно.

Процес подрібнення здійснюється з допомогою обладнання, що називають дробарками. Перед подрібненням зерно надходить у накопичувальний бункер, звідки спрямовується на дробарки. Бункер призначений для рівномірної подачі зерна кукурудзи у дробарку, тобто для забезпечення ефективної її роботи. Для відокремлення поверхневої вологи використовують дугові сита. Основна мета подрібнення полягає у відокремленні із зерна зародка. При цьому вилучається також до 25 % крохмалю.

Відокремлення зародку

При процесі замочування кукурудзи, послаблюється зв'язок зародку з ендоспермом. Завдяки цій операції зародок стає еластичним і майже не подрібнюється, що сприяє його подальшому вилученню на сепараторах або гідроциклонах.

Суміш дробленого зерна і крохмального молока з першої дробарки надходить на першу стадію відокремлення зародка, яку проводять на гідроциклонах. Для виділення з кашки 90-97 % зародка необхідне послідо­вне дворазове дроблення і дворазове відділення зародка. Додатково заро­док очищається від залишку кашки на гідроциклоні, на дугових ситах відокремлюється від крохмального молока, 2-3 рази відмивається від вільного крохмалю зворотною виробничою водою. Потім зародок механічно збезводнюється, висушується і використовується як сировина для одержання з нього кукурудзяної олії. Він містить у перерахуванні на суху речовину 50 % жиру. Молоко, відділене при промиванні зародка, додається до замоченої кукурудзи перед дробленням.

Тонке подрібнення мезги

Після дворазового подрібнення зерна кукурудзи і вилучення з нього паростків одержана маса складається із крохмалю, великих частинок ендосперму, глютену. Щоб вилучити крохмаль, що зв'язаний із некрохмалистою частиною зерна, потрібно піддати кашку подальшому подрібненню.

Кашка після відділення зародка на дугових ситах відокремлюється від першого крохмального молока і надходить на тонке здрібнювання.

Подрібнення мезги здійснюється на жорнах або млинах.

Метою тонкого здрібнювання є максимальне вивільнення зв'язаного крохмалю, але при мінімальному здрібнюванні оболонок, де крохмалю порівняно мало. В даний час для цієї мети служать ударні млини, що являють собою дискові подрібнюючі машини, обладнані рухомими і нерухомими пальцями з особливо міцної сталі. Кашка надходить у центр між дисками, відкидається на пальці, піддається могутнім багаторазовим ударам пальців, що і вивільняє зв'язаний крохмаль.