1. Область применения

Метод применим для картофеля. Метод может быть доработан для других клубней.

Ref.: LT   March 1994
Rev. LT  Oct. 1998

2. Принцип

Клубни очищают и перетирают. Полученная масса фильтруется, сырое крахмальное молочко промывается и фильтруется.

3. Аппаратура

3.1 Весы с ценой деления 1 г.
3.2 Сито для извлечения крахмала с отверстиями 250 микрон
3.3 Сита для очистки крахмала с отверстиями 125 микрон и 75 микрон
3.4 Конус с делениями для осаждения 1000 мл
3.5 Тёрка с острыми лезвиями
3.6 Воронка Бюхнера с вакуумной колбой и бумажным фильтром.

4. Реагенты

4.1 Вода высокого качества без посторонних примесей и запахов. pH: 6.5 – 8.0; железо: макс. 0.05 ppm Fe; марганец: макс. 0.02 ppm Mn; жёсткость: макс. 2 DH; температура: макс. 30 ^oC.
4.2 Раствор бисульфита натрия, 1%

DH Показатель жёсткости вычисляется как 0.14*Ca + 0.23*Mg, где количества Ca и Mg выражены в ppm.

5. Методика проведения

Отвесить 5 кг свежих клубней.

Сортировка и промывка

Удалить незрелые, мороженые и проросшие клубни. Срезать повреждённые части клубней. Почистить клубни в воде, чтобы удалить присохшую грязь и больные участки кожицы.

Тщательная очистка весьма важна – при необходимости очистить ножом.

Натирание

Чистые клубни натереть на тёрке.

Чем мельче, тем лучше.

Экстракция

Выложить полученную массу на сито и промывать водой до тех пор, пока не прекратится истечение крахмала. Обесцвечивание картофельного сока может быть замедленно добавлением 20 мл бисульфита натрия в тёртую массу или в сырое крахмальное молочко.

Экстрактор может производить перетирание и экстракцию за одну операцию.

 Концентрирование

Слить сырое крахмальное молочко в конус и дать отстояться до осаждения всего крахмала. Жидкость над осадком слить в отдельную посуду и пометить как A/O₀

Весьма важно удалить все частицы, плавающие в пограничном слое между жидкостью и крахмальной лепёшкой.

Очистка стадия I

Залить осадок водой 3:1 об. и перемешивать пока не суспензируется весь крахмал. Lдать полностью отстояться. Жидкость над осадком слить в отдельную посуду и пометить как A/O_I

Т.к. половину объёма осадка составляет жидкость, фактор разведения O_I равняется семи или более

 Очистка стадия II

Залить осадок водой 1:1 об. и перемешивать до полного перехода крахмала в суспензию.

Рассчитанный фактор разведения A_II не менее 49

Фильтрование

Вылить суспензию на 125 мкм сито и промыть водой. Собрать фильтрат в конус. Дать отстояться 3-5 минут. Декантировать, оставив 5-10% крахмала в конусе. Слитую жидкость фильтровать через 75 мкм сито.

При грубой фильтрации удаляется существенное количество клетчатки. При тонкой фильтрации количество удаленной клетчатки очень мало.

Соединить фильтрат с оставшимся в конусе осадком. Дать отстояться до полного осаждения. Слить жидкость над осадком и на долю секунды перевернуть конус вверх дном, сохраняя крахмал в конусе. Слитую жидкость хранить в отдельной посуде, маркированной A/O_II.

Когда верхняя треть жидкой фазы становится чистой и прозрачной, можно сливать жидкость с осадка.

 Очистка стадии III-VI

Добавить в конус воду в соотношении 1:1 с осадком и перемешивать до полного суспензирования. Жидкость над осадком декантировать и перевернуть конус на долю секунды, оставляя плотную крахмальную лепёшку в конусе. Повторить процедуру, собирая жидкость в ёмкости, помеченные A/O_III, A/O_IV, A/O_V and A/O_VI.

Рассчитанный фактор разведения A_VI не менее 117,000

Контроль качества

Качество может быть проверено на этом этапе до удаления воды. Соскрести чайную ложку образца с поверхности осадка. Добавить воду до 15 мл и дать осесть в пробирке, ещё лучше - центрифугировать. (1) Тщательно отметить границу между осадком и жидкостью. Будут видны неокрашенные или слабо окрашенные посторонние частицы. Если качество неудовлетворительное, следует добавить дополнительные стадии промывки и улучшать технику декантирования. (2) Небольшое количество образца с границы осадок – жидкость берут для исследования под микроскопом. Должно быть видно лишь незначительное количество частиц с поверхности картофельной кожуры. В противном случае, следует улучшить промывку клубней или тщательно очищать их от кожуры.

При необходимости провести определение содержания клетчатки в крахмале. Показатель клетчатки должен быть 1 или лучше.

Удаление воды

Вновь суспензировать осадок с эквивалентным количеством воды. Вылить в воронку Бюхнера. Подключить вакуумный насос и промыть конус/стакан эквивалентным количеством воды. 

Сушка

Разложить отфильтрованный крахмал тонким слоем и сушить при комнатной температуре до содержания сухих веществ не менее 80%.

Просев

Высушенный крахмал просеивают на 125 мкм сите. Просеянный крахмал считают конечным продуктом.

Повторный цикл

С большим количеством образца описанный выше цикл может быть повторён

Экономия воды

Вода может быть сэкономлена при использовании жидкости, образующейся над осадком в последующей стадии предыдущего цикла. При этом вводят дополнительную стадию очистки перед удалением воды, и в этой стадии используют чистую воду. Жидкости, сливаемые с осадка, сохраняют в ёмкостях, помеченных B/O₀ - B/O_VII

Жидкости, помеченные /O₀, не используются. Жидкости, помеченные /O_I, используются только для экстракции.

Дополнительные циклы

Цикл может быть повторен, при этом каждый раз вводится дополнительная стадия с использованием чистой воды перед стадией удаления воды. Всего достаточно двенадцать стадий.

Дополнительные стадии компенсируются меньшим фактором разведения.

6.  Замечания

В каждом цикле используется не более двух литров воды. Экономия воды может быть достигнута снижением фактора разведения с шести до пяти, четырех или минимум трёх с одновременным увеличением числа стадий до семи, восьми и девяти в цикле А и соответствующего количества стадий в последующих циклах. Расчётное разведение в последней стадии перед удалением воды должно быть не менее 1:60,000.

Сложные осадки, полученные в результате длительного осаждения, могут быть введены в качестве образца в одном и только одном цикле разделения, эквивалентном циклу А, в случае неудачной декантации

Если используется дополнительное количество воды для очистки, соответствующее количество должно быть деминерализовано, иначе повышенная жёсткость снизит пик вязкости.

Картофельный крахмал обладает свойством ионообмена

Если очищенное крахмальное молочко по каким-либо причинам оказалось слегка подкисленным (например, при использовании деминерализованной воды) оно должно быть нейтрализовано до pH 7 перед сушкой.

Даже небольшая кислотность снижает срок хранения (снижается пик вязкости) 

Способ может быть приспособлен для получения крахмала из других клубней, включая кассаву, при увеличении времени осаждения. В качестве альтернативы жидкость над осадком можно откачивать, если крахмал не образует плотный осадок, остающийся на дне при переворачивании ёмкости. В зависимости от распределения зёрен крахмала по размеру для очистки могут использоваться сита с меньшим размером ячейки. Для кассавы и других клубней требования к жёсткости воды могут быть менее строгими.

Вместо увеличения числа циклов, можно увеличить пропорционально все количества и объёмы, в случае необходимости работы с образцом большого веса.

7. Ссылка

Технология производства картофельного крахмала