Способ получения крахмала

 

Изобретение относится к технологии получения крахмала из крахмалосодержащего сырья, например пшеничной муки или измельченных кукурузных зерен, и может быть использовано в крахмалопаточной и хлебопекарной отраслях пищевой промышленности, а также в фармацевтической, текстильной и картонно-бумажной промышленности. Способ получения крахмала предусматривает смешивание крахмалосодержащего сырья с водой. Эту суспензию диспергируют в гомогенизаторе и разделяют на крахмал и белковый концентрат центрифугированием. Крахмал очищают от белка и водорастворимых примесей неоднократным промыванием и центрифугированием в несколько ступеней. Затем крахмал сушат. Крахмалосодержащее сырье подают в гомогенизатор в гидроимпульсном режиме при частоте импульсов 0,5-2,5 Гц. На стадии первой промывки крахмала его суспензию обрабатывают щелочью до рН 7,0-8,0. Полученную после промывки крахмала воду возвращают в смеситель на стадию приготовления суспензии крахмалосодержащего сырья. Использование изобретения обеспечивает увеличение выхода крахмала на 3,5-4,0% при одновременном увеличении степени чистоты получаемого крахмала (содержание белка менее 0,4%) и снижении потребления чистой воды на 1 т муки более чем в 2 раза. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения крахмала из крахмалосодержащего сырья, например пшеничной муки или измельченных кукурузных зерен, и может быть использовано в крахмалопаточной и хлебопекарной отраслях пищевой промышленности, а также в фармацевтической, текстильной и картонно-бумажной промышленности.

Известен способ получения крахмала из крахмалосодержащего сырья (Пат. СССР № 1369673, кл. С 08 В 30/04, 1988), включающий в себя измельчение сырья, выделение из него крахмальной суспензии, ее очистку с использованием нескольких ступеней осаждения крахмала и его промывку и отделение готового продукта.

Недостатками способа являются большие энергозатраты, повышенное потребление воды, большое количество сточных вод, относительно невысокая производительность.

Наиболее близким к предлагаемому способу по сущности и достигаемому результату является способ производства крахмала из крахмалосодержащего сырья, например пшеницы - “Райсио процесс” (Новое в технике и технологии производства крахмала и патоки из муки пшеницы. Обзорная информация. М., ЦНИИТЭИпищепром, серия 19. Крахмалопаточное производство, 1986, вып.4, с.42-47).

Крахмал получают по следующей технологии. Мука подается взвешивающим ленточным питателем непрерывного действия в смеситель муки и воды, где ее смешивают с водой при температуре 35-40°С в соотношении 1:(1.3-1.5), в зависимости от сорта. Полученная суспензия муки измельчается и гомогенизируется на гомогенизаторе (дезинтеграторе) с целью высвобождения зерен крахмала из матрицы клейковины и далее направляется на осадительную центрифугу для разделения на крахмал А с содержанием белка 1,2-2% и суспензию, содержащую 35-40% белка. Суспензию крахмала А промывают водой и очищают от мезги на барабанно-струйном сите, после чего ее последовательно обрабатывают на двух группах осадительных центрифуг с целью отделения от крахмала белка и водорастворимых примесей. Густой сход с первой центрифуги перед поступлением о вторую разводится водой до концентрации сухих веществ 11-12%. Жидкий сход со второй центрифуги используется для разбавления крахмала А перед барабанно-струйном ситом (до концентрации сухих веществ 10-12%), жидкий сход со второй центрифуги используется для промывки клейковины. На второй центрифуге крахмал А наряду с промыванием обезвоживается до содержания сухих веществ 53-55%. После центрифугирования и последующего промывания крахмал поступает в сушильную установку. Обогащенная белками суспензия (белковый концентрат) поступает на стадию получения сухой клейковины, пшеничного экстракта и продукта “райсорб”.

Выход крахмала составляет 62-62.5%. Содержание белка в крахмале составляет 0,5%. Расход чистой воды на процесс составляет 3,5-4 м³ на 1 т перерабатываемой муки.

Основными недостатками известного способа являются: недостаточная чистота и относительно невысокий выход получаемого крахмала, повышенный расход воды на процесс, большие энергозатраты.

Задача изобретения заключается в модификации технологии получения крахмала за счет более полной очистки крахмала от белковых примесей на ранних стадиях его переработки.

Технический результат изобретения заключается в получении крахмала с содержанием протеинов 0,4 и менее %, пригодного для его использования при получении безалкогольных напитков без дополнительной многостадийной доочистки за счет обеспечения возможности дифференцированного механического и физико-химического воздействия на ингредиенты крахмалосодержащего сырья на стадиях измельчения и очистки за счет проведения процесса гомогенизации в импульсном гидродинамическом режиме при частоте 0,5-2,5 Гц и удаления остатков протеинов нейтрализацией крахмалсодержащего осадка на первой стадии промывки обработкой щелочью до рН 7,0-8,0.

Было показано, что в этих условиях в гомогенизаторе создается высокоэффективный нестационарный гидродинамический режим течения суспензии с высокой разностью скоростей твердой и жидкой фаз, в результате чего достигается наиболее полное выделение (вымывание) крахмала из зерен клейковины, что приводит к снижению содержания белка в крахмале до 0,8-1,2%. В результате такой обработки остатки клейковины на поверхности зерен крахмала оказываются разделены на относительно небольшие фрагменты и могут быть сравнительно легко удалены с поверхности при промывке путем сдвига рН до 7-8. В результате такой обработки содержание белка в крахмале на данной стадии снижается до 0,5-0,7%, а в конечном продукте - до 0,4 и менее %, при одновременном повышении выхода крахмала до 66%.

Использование на стадии гомогенизации импульсов с частотой менее 0.5 Гц малоэффективно, а использование импульсов с частотой более 2.5 Гц технически трудноосуществимо. Для изменения рН смеси оптимально использовать водный раствор гидроокиси аммония, что исключает необходимость введения дополнительной очистки крахмала от избытка щелочи.

Снижение расхода потребляемой чистой воды и количества сточных вод может быть осуществлено за счет возврата воды, полученной после двух ступеней промывки крахмала, в смеситель на стадию приготовления водно-мучной суспензии. При этом количество потребляемой воды на 1 т перерабатываемой муки составляет 1,5 м³, а сточных вод не образуется.

В целом, способ осуществляется следующим образом. Крахмалосодержащее сырье, например пшеничная мука, измельченные зерна кукурузы и т.п., загружается во взвешивающий бункер-питатель, откуда подается в смеситель, где оно перемешивается с водой. Полученную суспензию для высвобождения зерен крахмала из матрицы клейковины в гидроимпульсном режиме с частотой 0,5-2,5 Гц пропускают через гомогенизатор, представляющий собой колонный аппарат, заполненный насадкой.

Далее полученную суспензию подают в осадительную центрифугу для ее разделения на крахмал и белковый концентрат. Осадок, содержащий крахмал, переносят в промывочную емкость, где его обрабатывают водным раствором гидроокиси аммония до рН 7,0-8,0 и отмывают избытком воды. Затем суспензию крахмала подают в центрифугу, где крахмал отделяют от промывной жидкости. Полученный крахмал еще раз промывают водой, после чего еще раз центрифугируют, а затем высушивают в сушильной установке. Воду после промывки крахмала возвращают в процесс на стадию приготовления исходной суспензии.

Полученный в ходе первого центрифугирования белковый концентрат сушат и используют далее для различных целей.

Пример 1. Пшеничную муку в количестве 1 т загружают во взвешивающий бункер-питатель, откуда подают в смеситель, в который также подают 1,5 т воды. Полученную смесь подают в гомогенизатор в гидроимпульсном режиме с различной частотой импульсов, подбираемой, исходя из особенностей используемого сырья. Полученную водно-мучную суспензию отправляют в осадительную центрифугу для разделения на крахмал и белковый концентрат. Полученный крахмал подают в емкость, где обрабатывают водным раствором гидрата аммония до рН 7.5 и промывают 550 л воды. Далее суспензию крахмала подают в осадительную центрифугу, где крахмал отделяется от промывной жидкости. Полученный крахмал с содержанием белка 0,6% промывают 550 л воды и вновь центрифугируют. Получают крахмал с содержанием белка 0,35% и влажностью 40%, который затем высушивают в сушильной установке до влажности 5%. Выход крахмала 693 кг.

Воду после промывки крахмала в количестве 1100 т возвращают в процесс на стадию приготовления водно-мучной суспензии. Таким образом на следующую стадию процесса в смеситель необходимо подавать только 400 т чистой воды.

Белковый концентрат из центрифуги смешивают с ретуром и высушивают до влажности 5%. Выход белкового концентрата - 357 кг.

Характеристики крахмала, полученного по предложенному способу, приведены в таблице.

Как показали проведенные эксперименты, использование заявленного способа обеспечивает увеличение выхода крахмала на 3,5-4% при одновременном повышении, увеличении степени чистоты получаемого крахмала (содержание белка не более 0,4%). При этом потребление чистой воды на 1 т муки снижается более чем в 2 раза, а сточные воды не образуются.

Формула изобретения

1. Способ получения крахмала, предусматривающий смешивание крахмалосодержащего сырья с водой, диспергирование полученной суспензии в гомогенизаторе, разделение гомогенизированной суспензии на крахмал и белковый концентрат путем центрифугирования, очистку крахмала от белка и водорастворимых примесей неоднократным промыванием и центрифугированием в несколько ступеней и сушку крахмала, отличающийся тем, что суспензию крахмалосодержащего сырья подают в гомогенизатор в гидроимпульсном режиме при частоте импульсов 0,5-2,5 Гц, а на первой ступени промывки крахмала его суспензию обрабатывают щелочью, например водным раствором гидроокиси аммония, до рН 7,0-8,0.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют возврат воды, полученной после промывки крахмала, на стадию приготовления суспензии крахмалосодержащего сырья.