40.2. Технологічна схема виробництва

На виробництво патоки крохмаль подається у вигляді крохмаль-ного молока визначеної щільності (рис. 40.1).

Виготовлення крохмальноїсуспензії

Кислоти або

ферментиРозчин Na2CO3

або CaCo3Активоване

ЖиробілковідЯ^їшкй

Кислотний або ферментативнийгідроліз крохмалю

Нейтралізація кислоти абоінактивація ферментів

Очищення рідких сиропів

вугілля

Відробленевугілля

Активоване

вугілля

Випарювання сиропів

Очищення густих сиропів

Упарювання густих сиропів

Охолодження патоки

Пакування готової продукції

Рис. 40.1. Функціональна схема виробництва крохмальної патоки

Гідроліз крохмалю проводять із застосуванням у якості каталі-затора кислоти (соляна або сірчана, каталізатор - йони водню), фер-менту амілази (каталізатор - амілолітичні ферменти) або кислоти іферменту разом. Кислотний гідроліз дешевший. У процесі гідролізукрохмаль клейстеризують, розріджують і потім оцукрюють, причомуступінь оцукрювання може бути різним у залежності від виду і при-значення кінцевого продукту. Гідроліз відбувається за реакцією:

(С6ВД), + nH2O ^ nC6H12O6

У початковій стадії гідролізу порушується структура крохмаль-них зерен у результаті ослаблення і розриву зв'язків між макромоле-кулами амілази й амілопектину, потім розриваються зв'язки 1-4 і 1-6 іпо місцю розриву приєднується молекула води. В'язкість клейстерузнижується, крохмаль розріджується. Кислотний гідроліз проводять уконверторах періодичної дії або осахарювачах безперервної дії. Фер-ментативний гідроліз проводять у ферментерах.

Розглянемо гідроліз крохмалю в апаратах безперервної дії(рис. 40.2). Ці апарати забезпечують рівномірність і необхідну швид-кість процесів нагрівання, клейстеризації, осахарювання, а також ви-соку якість продукту.

Суспензію крохмалю із вмістом сухих речовин 40 % і темпера-турою 45-55 °C зі збірника 1 підкисляють соляною кислотою (або сір-чаною) зі збірника 2. Соляна кислота дозується з розрахунку 0,1-0,12 % до маси сухих речовин сировини, що переробляється. Зізбірника підкисленого крохмального молока 3 суспензія насосомпослідовно подається в п'ять трубчастих теплообмінників 4, депідігрівається до температури 52-55 °С конденсатом з відводуконденсату і надходить у нагрівачі 5. Обігрівальна пара під тиском0,45 МПа подається в міжтрубний простір кожного теплообмінника ізабезпечує температуру осахарювання ~ 143 °С. Після цього клейсте-ризований продукт попадає в безперервно-діючий гідролізатор-осахарювач 6. Його мідні труби розташовані вертикальноз підведенням продукту знизу в кожну секцію. Крани 10 використо-вують для спуску гідролізату.

Процес гідролізу контролюють по йодній пробі, по мірі поглиб-лення гідролізу забарвлення змінюється від синього на фіолетове, по-тім буре і, нарешті, забарвлення не змінюється - немає крохмалю.

З зони осахарювання сироп надходить у безперервнодіючийнейтралізатор 7, куди зі збірника 8 подається розчин кальцинованоїсоди в кількості 70-75 % від теоретично необхідного для нейтралізаціїкислоти:

2HCl + Na2CO3 ^ 2NaCl + H2O + CO2 Т

Кількість хлористого натрію мала, вплив солі на смак неістот-ний. Якщо як каталізатор застосовували сірчану кислоту, то нейтралі-зацію проводять карбонатом кальцію:

H2SO4 + CaCO3 ^ CaSO41 + H2O + CO2 T414

Гіпс легко видаляється при фільтрації. Температура нейтраліза-ції 96-98 °С. Щоб сироп мав рН 4,5-4,7, у схемі передбачений збірникостаточної нейтралізації 9. Основними параметрами для регулюванняпід час нейтралізації є витрати нейтралізуючого продукту, повітря ічас нейтралізації.

Сироп, отриманий при гідролізі кукурудзяного крохмалю, міс-тить клейку слизувату масу, що складається з пластин білка, просоче-них жиром. Якщо цей жирний осад не виділити із сиропу, то при на-ступній фільтрації слизуваті речовини заб'ють пори фільтруючої тка-нини. Для полегшення фільтрації і підвищення якості процесу до си-ропу додають діатоміт. Осад виділяють у скимерах - апаратах-відстійниках, ефективніше це робити на сепараторах.

Далі сироп направляють на фільтрацію для відокремлення до-мішок, що перейшли із крохмалю (білок, клітковина й інші), і домі-шок, що утворились при нейтралізації. Для цієї мети застосовуютьрізну апаратуру - фільтрпреси, вакуум-фільтри й інші. Фільтрують здодаванням діатоміту - панцирів морських водоростей.

Паточні сиропи після фільтрації являють собою прозорі рідини,жовтого кольору. До барвників паточного сиропу відносяться продук-ти гідролізу білків, розкладення вуглеводів, продукти реакції меланої-диноутворення. Поряд з барвниками в сиропі містяться кислі фосфати,що обумовлюють кислотність патоки, і деякі мінеральні речовини.

Метою очищення паточного сиропу адсорбентами є повне йогознебарвлення, усунення запаху, зниження кислотності.

Як адсорбенти на патокових заводах застосовують активованевугілля. Воно добре адсорбує барвні речовини, органічні домішки імайже не видаляє мінеральні. Адсорбент видаляють фільтруваннямсиропу.

Рідкі сиропи з концентрацією 35-40 % упарюють до густих зконцентрацією 55-57 % у багатокорпусних випарних апаратах (зазви-чай це апарати вертикального типу) під вакуумом. Через невеликийтемпературний перепад по корпусах (перший 95-100 °С; другий ~86 °С; третій 65-67 °С) більше трьох корпусів у випарній установцізастосовувати недоцільно. Для трикорпусних випарних апаратів осно-вними керівними параметрами є витрати нагрівної пари, її темпарату-ра і час випарювання.

При упарюванні відбувається потемніння сиропу, що усуваєтьсядворазовою протиточиою обробкою активованим вугіллям. Перед ос-таточним упарюванням сиропу в патоку густий сироп пропускаютьчерез контрольні фільтр-преси для остаточного видалення зваженихдомішок, що залишилися.

Очищений густий сироп упарюють у вакуум-випарних апаратахдо патоки із вмістом сухих речовин 78-80 %. Температура упарюван-ня не вище 60 °С, тривалість повинна бути мінімальною - 50-55 хв.Для запобігання розкладу цінних речовин уварювання проводять призначному розрідженні 85 - 89 кПа. Основними параметрами для керу-вання під час очищення сиропу є витрати адсорбентів та тривалістьконтакту фаз.

Оскільки патока- в'язкийпродукт, природне охолодженняйде дуже повільно, при швидко-му наростанні забарвлення за ра-хунок утворення барвників.

Щоб цього уникнути, праг-нуть швидко (протягом 40-80 хв)остудити її до температури 40-45 °С. Для цієї мети використову-ють спеціальні холодильники(рис. 40.3).

Усередині теплообмінникарозміщені змійовики з цирку-люючої в них холодною водою.У центрі знаходиться циркулюю-ча труба 7 і мішалка 6. Гарячапатока циркулює і, проходячиміж трубами змійовиків, прохо-лоджується. Охолоджена патокасамопливом виходить по трубі взбірник.

Далі патоку фасують у єм-ності різного об'єму і відправляють до сховища для зберігання. Длявеликотоннажних споживачів патоку відправляють цистернами до ви-робництва.