ПРОИЗВОДСТВО КРАХМАЛА.


Сырье для получения крахмала.
Производство кукурузного крахмала.
Производство картофельного крахмала.
Производство тапиокового крахмала.






ПРОИЗВОДСТВО КАРТОФЕЛЬНОГО КРАХМАЛА.



КАЧЕСТВО КРАХМАЛА ЗАВИСИТ ОТ УСЛОВИЙ ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ.
В земле или в буртах клубни остаются живыми и требуют некоторого количества воздуха для дыхания и поддержания жизненной активности. Клубни расходуют незначительное количество собственного крахмала зимой для поддержания жизненных функций до наступления весны. Это требует свежего воздуха и вентиляции для удаления выделяющегося тепла. Если окружающая температура падает так, что возникает угроза замораживания, клубни пытаются сохраниться, конвертируя крахмал в сахар, чтобы понизить точку замерзания плазмы клеток. Если это не помогает, клубни погибают. Таким образом, картофель при хранении в холодное время года необходимо соответственно укрывать. С другой стороны, если клубни согреваются, усиливается дыхание, вызывая дальнейшее повышение температуры. Большое количество крахмала расходуется на дыхание, а клубни гибнут от перегревания. Неподходящие условия хранения приводят к уменьшению содержания крахмала и, в худшем случае, к появлению погибших и разрушенных клубней, которые отрицательно влияют на процесс производства крахмала. Некачественный картофель не должен поступать на производство крахмала. Повреждение в процессе транспортировки также влияет на качество конечного продукта. Каждый удар убивает клетки с потерей крахмала и появлением мёртвых участков на клубнях. Та ким образом, крайне важно закреплять картофель при транспортировке так тщательно, как только возможно с применением доступных способов и оборудования.

ОЧИСТКУ НЕОБХОДИМО НАЧИНАТЬ УЖЕ ПРИ ПРИЁМКЕ СЫРЬЯ.
В пустой бункер закладывается демпфер. Во время разгрузки на фабрике повреждение клубней может быть уменьшено, если покрыть промежуточные ёмкости резиной и ослабить удары при падении с помощью резиновых фартуков. Разбитые клубни теряют большое количество сока, что вызывает образование пены и приводит к нежелательным проблемам на клубнемойке. Оставшиеся грязь, песок и камни удаляются на вращающемся сите до того, как клубни помещаются в бункер – чем лучше удалена грязь, тем меньше проблем в дальнейшем на подающих желобах. Почва содержит также ощутимые количества удобрений, которые растворяются в промывной воде, и стоки загрязняют окружающую среду. Склад необходим для хранения картофеля ночами. Кроме того, могут потребоваться поставки в выходные дни из-за действующих ограничений на движение грузового транспорта. В идеальном случае хранилище должно опорожняться к началу каждого утра, так как картофель портится от долгого хранения в толстом слое без достаточной вентиляции.

ЭФФЕКТИВНАЯ ПРОМЫВКА ОБЛЕГЧАЕТ ДАЛЬНЕЙШУЮ ОЧИСТКУ.
Почва и грязь, не удалённые в процессе промывки, вызывают проблемы в дальнейшем. Таким образом, промывка - очень важная стадия. Промывка осуществляется в противотоке, свежая вода добавляется на последней стадии через форсунки под давлением. Клубни уносятся водой по желобам через камнеуловитель на клубнемойку. Камнеуловитель использует разницу между плотностью камней и картофеля – восходящий поток воды проносит клубни над камнеуловителем, в то время как более тяжёлые камни улавливаются и собираются на специальном конвейере. Уровень воды в моечных барабанах должен поддерживаться низким, чтобы клубни не плавали. Барабан является не просто конвейером, в нём клубни интенсивно трутся друг о друга. Трение необходимо для удаления плесени, пятен гнили, кожицы и грязи с поверхности. Сплавная вода после отстоя может быть возвращена в цикл. Высокое качество промывки улучшает очистку, так как многие примеси сходны с крахмалом по плотности и размеру частиц, поэтому промывка клубней – единственный способ избавиться от этих примесей. Количество загрязнений находится в сильной зависимости от погодных условий и характера почвы. Количество воды на транспортировку и промывку клубней равно количеству чистой воды, необходимой в последней стадии окончательной промывки струями под высоким давлением.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ.
Измельчение является первой стадией извлечения крахмала. Целью его является раскрытие клеток клубней и освобождение крахмальных зёрен. Полученную кашицу можно рассматривать как смесь клетчатки (клеточных стенок), картофельного сока и крахмала. В современных высокоскоростных тёрках процесс измельчения проводится в одну операцию.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕРЫ.
Плазма клеток богата сахаром и протеином. При раскрытии клеток плазма мгновенно попадает на воздух и вступает в реакцию с кислородом, образуя окрашенные компоненты, которые могут адсорбироваться крахмалом. Таким образом, необходимо добавлять газообразную двуокись серы или раствор бисульфита натрия. Значительный восстановительный потенциал соединений серы препятствует окрашиванию. Необходимо добавлять серу в количестве, достаточном для поддержания светло-жёлтой окраски сока и пульпы.

ЭКСТРАКЦИЯ.
Требуется энергичная промывка для вымывания крахмальных зёрен из клеток – стенки клеток разрываются в тёрке и образуют фильтрующую подстилку, которая удерживает крахмал. Раньше для экстракции использовалась вода, но теперь извлечение происходит в закрытых системах, позволяющих использовать картофельный сок сам по себе. Этот способ имеет то преимущество, что сок может быть в дальнейшем утилизирован в концентрированной форме, снижая транспортные расходы при использовании его в качестве удобрения. Извлечённый крахмал сгружается вместе с соком с экстракционных сит, а клетчатка откачивается на сита для обезвоживания пульпы. Пульпа сходит с обезвоживающих сит, имея содержание сухих веществ приблизительно 13%. Экстракция происходит на вращающихся конических ситах, в которых центробежная сила повышает коэффициент полезного действия единицы площади. Высокая эффективность делает возможным использование высококачественных ситовых тарелок из нержавеющей стали, устойчивых к абразивам и чистящим средствам. Ситовые тарелки имеют длинные отверстия всего лишь 125 микрон в диаметре. Принцип действия экстрактора крахмала. Экстракция – это постоянный противоточный процесс, в котором обезвоживание пульпы является фактически последней стадией. Если клетчатка требуется в почти сухом виде, уменьшается количество форсунок и количество воды. Вместо этого поддерживается заднее орошение, гарантирующее скольжение сухой клетчатки по ситу.

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ СЫРОГО КРАХМАЛЬНОГО МОЛОЧКА.
На гидроциклонной установке выделяется как можно больше сока. Крахмал выходит из концентратора в виде откачиваемой суспензии, концентрацией приблизительно 19 °Be. Концентрационная установка обычно состоит из гидроциклонов для удаления пены, концентрирования и регенерации крахмала, собранных в группы.

ОЧИСТКА.
Остаётся очистить сырое крахмальное молочко (суспензию) и удалить остаточный сок и примеси. Крахмальное молочко многократно разбавляется и концентрируется. Для сбережения промывной воды процесс проводится в противотоке, т.е. свежая вода поступает только на самой последней стадии, а избыток используется для разведения в предыдущей стадии и так далее.

ГИДРОЦИКЛОНЫ.
Очистка основана на различии в плотностях воды (1 г/мл), клетчатки (1,05 г/мл) и крахмала (1,55 г/мл): В сильных гравитационных полях в гидроциклоне и центрифуге крахмал оседает быстро, в то время как клетчатка (остаточная пульпа) остаётся во взвешенном состоянии в воде. Сок разбавляется водой и уходит с водной фазой. При образовании водного потока, перемещающего крахмал, большое количество волокон, всё ещё плавающих в воде, может быть увлечено потоком. Частицы почвы, песок, многие микроорганизмы и т.п. имеют плотность, близкую к плотности крахмала или большую, поэтому не могут быть отделены центробежной силой - вот почему так важно удалить как можно больше загрязнений с поверхности клубней на клубнемойке. Хотя некоторые примеси двигаются вместе с крахмалом, имеется последний шанс удалить с помощью сита частицы размером больше 125 микрон. Частицы имеют несферическую форму и могут быть продавлены сквозь сито, если давление воды будет слишком большим. Частицы, не удалённые на этой стадии, уже не могут быть удалены никаким известным способом. На стадиях регенерации весь крахмал сохраняется в нисходящем потоке и лишь очень малая часть теряется с соковой водой.

ОХЛАЖДЕНИЕ.
Чем больше расход воды, тем больше насосов включено в процесс, и тем больше они выделяют тепла. Для предотвращения роста бактерий идеальными являются холодильные температуры. Охлаждение также необходимо при концентрировании сока, так как в горячем соке могут возобладать микробы, разрушающие протеин и вызывающие дурной запах.

СУШКА И ПРОСЕИВАНИЕ.
Сырой крахмал с вращающихся вакуумных фильтров высушивается в распылительной сушилке умеренно горячим воздухом. Воздух нагревается в теплообменнике. Перед поставкой крахмал просеивают на тонком сите для удаления любых комков, чешуек и пр., образовавшихся на сите, конвейере и пр.