способ производства крахмала

Формула изобретения

Способ производства крахмала, предусматривающий замачивание зерна, отделение зерна от замочного раствора, промывку замоченного зерна, его измельчение в кашку, введение в кашку ферментного препарата целлюлазы для снижения вязкости, термостатирование, выделение из кашки мезги и промывку ее от крахмала, разделение крахмалобелковой суспензии на крахмальную и белковую фракции и сушку полученного продукта, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют зерно тритикале с содержанием крахмала не менее 65% к массе сухих веществ зерна, замачивание проводят при температуре 40-50°С, концентрации сернистого ангидрида в замочном растворе 0,1-0,2% в течение 24-40 ч при соотношении количества замочного раствора к массе зерна 2,0-2,5, при этом промывку зерна от сернистого ангидрида осуществляют глютеновой водой с температурой 30-40°С до остаточного содержания сернистого ангидрида в зерне 0,025-0,032%, причем из целлюлолитических ферментных препаратов используют препарат Viscoferm в количестве 10-30 мл на 100 кг зерна, а термостатирование проводят при температуре 45-50°С в течение 1-3 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии производства крахмала из зерна тритикале и может быть использовано в крахмалопаточной промышленности.

Известен способ производства крахмала из зерна пшеницы. По этому способу (фиг.1) зерно замачивают в растворе сернистого ангидрида концентрацией 0,4-0,45% SO ₂ в течение 22-26 часов при температуре замочной воды 38-42°С. Замоченное зерно измельчают, выделяют из него мезгу, от которой отмывают свободный крахмал; полученную крахмало-белковую суспензию разделяют на крахмал и глютен и сушат полученные продукты.

(Андреев Н.Р., Филиппова Н.И. и др. "Сравнительная оценка новых видов крахмалсодержащего сырья для производства крахмала и крахмалопродуктов". Серия 19. Крахмалопаточная промышленность. Обзорная информация. Вып.4. АгроНИИТЭИПП, М. 1992 г. С.10).

Недостатком этого способа является то, что продукт сильно пенится на всей линии производства, затрудняя ведение всех процессов и обусловливая высокие потери крахмала с мезгой и глютеном. При этом невозможно использовать повторно глютеновую воду в производстве. Расход чистой воды достигает 10 м³ на переработку 1 тонны зерна. Потери сухих веществ со сточными водами достигают 20%. Сточные воды загрязняют окружающую среду; на их очистку требуются значительные капитальные затраты. Высокая концентрация сернистого ангидрида в замочном растворе создает вредные условия труда для обслуживающего персонала и приводит к повышенной коррозии строительных конструкций и оборудования. Выход крахмала не более 50%.

Технический результат изобретения заключается в повышении выхода крахмала.

Технический результат в предложенном способе, предусматривающем замачивание зерна, отделение зерна от замочного раствора, промывку замоченного зерна, его измельчение в кашку, введение в кашку ферментного препарата - целлюлазы для снижения вязкости, термостатирование, выделение из кашки мезги, промывку ее от крахмала, разделение крахмало-белковой суспензии на крахмальную и белковую фракции и сушку полученного продукта, достигается тем, что в качестве исходного сырья используют зерно тритикале с содержанием крахмала не менее 65% к массе сухих веществ зерна, замачивание проводят при температуре 40-50°С, концентрации сернистого ангидрида в замочном растворе 0,1-0,2% в течение 24-40 часов при соотношении количества замочного реагента к массе зерна 2,0-2,5, при этом промывку зерна от сернистого ангидрида осуществляют глютеновой водой с температурой 30-40°С до остаточного содержания сернистого ангидрида в зерне 0,025-0,032%, при этом из целлюлолитических ферментных препаратов используют препарат Viscoferm в количестве 10-30 мл на 100 кг зерна; термостатирование проводят при температуре 45-50°С в течение 1-3 часов.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

на фиг.1 - технологическая схема известного способа производства крахмала;

на фиг.2 - технологическая схема предложенного способа производства крахмала.

Способ производства крахмала из зерна тритикале (см. фиг.2) осуществляют следующим образом.

Тритикале - сельскохозяйственная культура, выведенная объединением хромосомных комплексов пшеницы и ржи с целью улучшения качества зерна, повышения устойчивости растений к полеганию и болезням, увеличения урожайности зерна.

Зерно тритикале по общей морфологии и строению близко к зернам других хлебных злаков. Оно включает плодовую и семенную оболочки, алейроновый слой, крахмалистый эндосперм и зародыш. Его применяют в комбикормовой, хлебопекарной, спиртовой и пивоваренной отраслях промышленности. Использование этого вида сырья в крахмалопаточной промышленности неизвестно.

Содержание крахмала в зерне многих сортов и гибридов тритикале значительно выше, чем в зерне ржи и пшеницы (в зерне тритикале до 72%, в зерне ржи - до 65%, в зерне пшеницы - до 68%).

Все перечисленное позволяет сделать вывод о перспективности тритикале как сырья для получения крахмала и кормов.

Замачивают зерно тритикале в 0,10-0,20%-ном растворе сернистого ангидрида, приготовленном путем растворения сернистого газа или пиросульфита натрия в воде, в течение 24-40 часов при температуре 40-50°С и соотношении количества замочного раствора к массе зерна 2,0-2,5. Отделяют экстракт от замоченного зерна. Промывают замоченное зерно от SO₂ и водорастворимых веществ чистой или глютеновой водой температурой 30-40°С до содержания SO₂ в замоченном зерне не более 0,025-0,032%. Измельчают промытое зерно. В полученную кашку вводят ферментный препарат целлюлолитического действия Viscoferm в количестве 10-30 мл на 100 кг зерна, перемешивают и термостатируют при 45-50°С в течение 1-3 часов.

Далее выделяют из кашки мезгу и промывают ее на дуговых ситах с применением капроновой сетки с отверстиями 114-93 мкм по методу противотока на капроновых ситах или на сетке щелевой колосниковой со щелями шириной 50-70 мкм с использованием чистой или глютеновой воды с температурой 45-50°С в количестве 3,5-5,0 м³ на 1 т зерна. Затем очищают крахмал от протеина и водорастворимых веществ в поле центробежных сил или декантацией при температуре 30-35°С, pH 4,3-4,8. Сырой очищенный крахмал используют для получения сухого крахмала.

Мезгу, глютен и экстракт концентрируют и высушивают с целью получения кормового продукта. При переработке зерна тритикале по описанному способу не наблюдается пенение продукта по всей линии производства, в том числе при использовании глютеновой воды для замачивания зерна и промывки мезги.

С целью сокращения расхода чистой воды и тепла, а также сброса загрязненной процессовой воды процесс приготовления замочного раствора и промывки мезги проводят с использованием глютеновой воды вместо чистой воды по принципу противотока.

Процесс очистки крахмала осуществляют по принципу противотока: чистая вода подается только на последнюю промывку; предыдущие промывки - жидкие сходы из последующих промывок.

Пример. 75 г зерна тритикале сорта 6418-98 (крахмал 67,2%, белок 10,3%, водорастворимые вещества 10,9) и сорта Гермес (крахмал 66,3%, белок 11,4%, водорастворимые вещества 12%) помещают в емкости, в которые заливают по 188 мл раствора пиросульфита натрия с концентрацией SO₂ 0,15%.

Зерно и замочный раствор перемешивают, емкости помещают в термостат при температуре 50°С на 36 часов. Затем от зерна отделяют экстракт, в емкость заливают воду температурой 35°С, перемешивают и выдерживают в термостате до содержания SO₂ в замоченном зерне не более 0,03%. От зерна на сите отделяют промывную воду; к зерну добавляют воду с температурой 35°С в соотношении 1:1,3 и смесь измельчают в измельчителе в течение 5 мин. В измельченную кашку вводят ферментный препарат целлюлолитического действия Viscoferm фирмы Novozymes из расчета 0,02 мл на 75 г зерна и термостатируют в течение 2 часов.

Кашку помещают на сито капроновое с ячеями диаметром 99±11 мкм с целью промывки мезги от свободного крахмала в 7 ступеней водой с температурой 45°С.

После каждого ситования мезгу смешивают с новой порцией воды в емкости и смесь переводят на сито.

Промытую мезгу высушивают в сушильном шкафу при температуре 50°С, взвешивают, определяют массовую долю влаги и крахмала, рассчитывают ее выход в % к сухим веществам зерна.

Полученную крахмало-белковую суспензию с температурой 35°С, pH 4,6 и концентрацией сухих веществ 18,5% центрифугируют на центрифуге ЦЛ-1-3 при частоте вращения 3000 об/мин в течение 10 мин. Полученные сырой крахмал и сырой глютен высушивают при 50°С в сушильном шкафу, взвешивают; определяют в крахмале массовую долю влаги и белка, в глютене - массовую долю влаги и протеина, рассчитывают их выход в % к сухим веществам зерна.

Выход крахмала, в % к сухим веществам зерна, составляет:

из сорта 6418-98 - 57,5%; из сорта Гермес - 55,3%.

Выход крахмала зависит от химического состава зерна и его структурно-механических свойств. Зерна с высоким содержанием мучнистого эндосперма показывают более высокий выход крахмала.

Таким образом, заявленный способ позволит повысить выход крахмала.