Технологічна схема виробництва крохмалю

На рис. 25.2 представлено замкнуту схему виробництва крох­малю із кукурудзи, яка складається із таких етапів: очищення зер­на від домішок, замочування, подрібнення і відділення зародку, подрібнення кашки, виділення із кашки крохмалю, промивання і сушка крохмалю.

Замочування зерна. Очищена від домішок зерно надходить в відділення для замочування, метою якого є розм'якшення зерна, що полегшує відокремлення крохмалю, відокремлення оболонок та зародку. При замочуванні виводиться значна частина розчин­них речовин кукурудзи, які затрудняють відокремлення крохма­лю — цукрів, декстринів, амінокислот, білків, золи, тощо. При замочуванні знижується механічна міцність зерна, екстрагуються розчинні елементи зерна і пригнічується діяльність мікроор­ганізмів на його поверхні.

Замочування ведуть "сірчистою водою" в замочувальних ча­нах ємністю

(50... 130) м . Розчин сірчистої води одержують шля­хом насичення води сірчистим ангідридом, одержаним при спа­люванні сірки в спеціальних печах. Чани мають циліндро-конічну форму, виготовляються з дерева, сталі, алюмінію, або залізобетону. Нижня корпусна частина має розвантажувальний люк і боковий отвір для відведення екстракту, які перекриті решітками із циліндрами. Чани групують в батареї на (10... 16) діб і з'єднують трубопроводом і жолобами. При замочуванні зерна застосовують протитечійний метод екстракції. Свіжий розчин сірчистої кислоти надходить в останній (хвостовий) апарат бата­реї, з якого передбачається вивантаження.

Протягом кількох хвилин залиту воду перекачують через чан, забираючи її знизу і подаючи наверх. Цей засіб називається "цир­куляцією на себе". Після циркуляції розчин подається в наступ­ний апарат. Після цього зерно з хвостового апарату виванта­жується. Розчин, таким чином перекачується з апарату в апарат назустріч завантажуємій кукурудзі. Поступово концентрація роз­чинених речовин в екстракті збільшується, і, нарешті, екстракт

Рис. 25.2. Узагальнена функціональна схема виробництва кукурудзяного крохмалю

надходить в чан, в який завантажена свіжа кукурудза (головний апарат). Звідси екстракт відбирають з концентрацією сухих речо­вин (7...9)%. Для підтримки температури екстракції в чанах

(48...50) °С екстракт підігрівають періодично в теплообмінниках. Час екстрагування (48...50) годин. При замочуванні у зерні про­ходять складні фізико-хімічпі процеси. Із зерна в замочну воду переходять біля 70% мінеральних солей, 40% розчинених вугле­вод і 13% розчинного білка. Всього в замочну воду переходить (7... 10)% сухих речовин зерна. Під дією сірчистої кислоти зерно розм'якшується і набухас, а білок денатурується. Виготовлене та­ким чином зерно подається гідравлічним транспортером на подрібнення і відокремлення зародку.

Подрібнення і відокремлення зародку. Перед подрібненням зер­но надходить в бункер, звідки направляється на дробарки. Для відокремлення поверхневої вологи використовують дугові сита. Головна мета подрібнення заключається у відокремленні із зерна зародку. При цьому вилучається також до 25% крохмалю. Подріб­нені зерна кукурудзи проходять на дисковій дробарці (рис. 25.3).

На нерухомому кожусі знаходиться два сталевих диски із зуб­цями, які розміщені концентричними колами. Один із дисків не­рухомо закріплено на стінці (2), а другий рухомий диск (/) поса-дено на вал двигуна (3). Зерно надходить по центру цього диску до отвору зверху, подрібнена кукурудза випускається в точку 4.

Рис. 25.3. Дискова дробарка

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

Кукурудзяна кашка після подрібнення подається відцентро­вим насосом через сопло 4 в циліндричну частину гідроциклону

3. Оскільки напрямок руху кашки на вході тангенціальний, то потік набу­ває обертального руху навколо осі циклону. Під дією відцентрової сили більш тяжка фракція суспензії відки­дається до периферії циклону б, спус­кається вниз і через насадку 7 вики­дається у приймальник. Легка части­на, що містить крохмальне молоко із зародка надходить через насадку 5 до верхньої частини гідроциклону 1 до камери 3. Зародок далі відокрем­люється на ситах від крохмального молока і надходить до подальшої пе­реробки для одержання олії.

Подрібнення кашки. Після того, як зерно кукурудзи піддати подальшо­му подрібненню, яке проводять на жорнах, або млинах. На рис..25.5, по­казана схема машини ударної дії, яка має ротор 2, складений із двох дисків закріплених по колу болтами, захище­ними втулками з міцної сталі. Ротор обертається на вертикальному валу з нижнім приводом і швидкістю обер­тання 3000 об/хв. На кришці закріпле­но пальці 4, кашка надходить між дис­ками 1 через отвір в центрі верхнього диску. Відцентрова сила відкидає час­тинки на периферію. При цьому вони підлягають удару болтом ротора і пальцями кришки. Це приводить до подальшого подрібнення кашки, руй-

нування ендосперми і звільнення зерен крохмалю.

Рис. 25.4. Гідроциклон для виділення зародку

Ситування і промивання мязги. 1 Іродукт, що одержано після подрібнення кашки, містить вільні зерна крохмалю, білки, части­ни глютену, клітковину. Подальша задача заключається в тому, щоб відокремити із складної суспензії окремі складові. Його про­водять ситуванням, тобто пропусканням суспензії через сита, які розділяють суспензії за крупністю частинок на окремі фракції.

Ситування дозволяє відокремити крохмаль від крупної та мілкої мезги. Для вилучення більш легких частинок глютену та інших до­мішок застосовують центрифугування. Принцип розподілу на цен­трифугах заснований на різниці в густині компонентів суспензії. Густина крохмалю — 1610, глютена — 1176, мязги — 1300 кг/м3. В сепараторах крохмаль з більшою густиною і легко відокрем­люється від частинок глютену і мязги з меншою густиною.

На рис. 25.6 наведено схему сепаратора для відокремлення крохмалю від глютену і мязги. Сепаратор — вертикальна осаджу-вальна центрифуга з нижнім приводом. Обертальний барабан

центрифуги містить пакет із конічних тарілок 3, відстань між яки­ми (0,5... 1) мм. В стінках конусів є отвори, які співпадають, утво­рюючи канали. Суспензія надходить по трубі 1 в нижню частину барабана, звідки розподіляється між тарілками. Під дії відцентро­ваної сили частина суспензії з більшою густиною — крохмаль — відкидається до периферійної частини і виводиться з барабану че­рез дюзи 4. Частина суспензії з меншою густиною піднімається в міжтарілочному просторі через перелив в верхній частині ротору.

Для підвищення ступеня розподілу її послідовно обробляють на кількох сепараторах. Одержане крохмальне молоко додатко­во очищають на вакуум-фільтрах або гідроциклонах. Вихід крох­малю складає від 60 до 66,6% від маси сухої кукурудзи.

Переробка відходів виробництва крохмалю. Крім крохмалю із зерна кукурудзи інші цінні харчові продукти: олію, кукурудзя­ний корм, екстракт.

Переробка кукурудзи на крохмаль за замкнутою схемою є при­кладом організації безвідходного виробництва, коли всі елементи сировини використовують для одержання цінних продуктів.