Производство сырого кукурузного крахмала

Для производства крахмала кукурузного используют зерно кукурузы. Зерно содержит 70% крахмала к массе сухого зерна, также содержит ценные вещества – белок (10 – 13%) и жир (до 6,5%). Сложность получения крахмала заключается в отделении белка, находящегося в плотной природной связи с крахмалом в эндосперме зерна. Для выделения белка и жира применяют специальные методы и оборудование. С одной стороны это усложняет кукурузокрахмальное производство, с другой – при переработке зерна получают важные для народного хозяйства дополнительные продукты – белковые корма, кукурузное масло, кукурузные экстракты.

Технологическая схема производства сырого кукурузного крахмала включает следующие операции: замачивание зерна; дробление зерна; выделение зародыша; помол кукурузной кашки; ситование суспензий; выделение крахмала из крахмало-белковой суспензии; промывание крахмала.

Замачивание зерна – важнейшая технологическая операция, от которой зависит выход конечного продукта. В эндосперме зерна крахмал прочно удерживается кукурузным белком – глютеном. Целью замачивания является размягчение зерна для ослабления и разрыва связей между белком и крахмалом, эндоспермом и зародышем и осуществление перехода из зерна в воду, используемую для замачивания, водорастворимых веществ. Замачивание ведут в присутствии серной кислоты при температуре 48 – 50 ºС в течение 48 – 50 ч.

В течение замачивания происходят физико-химические и биохимические процессы. К концу замачивания ферменты почти полностью инактивируются, при этом не теряют активность термофильные молочнокислые бактерии. Процесс замачивания зерна ведут в батарее замочных чанов по методу противотока. После замачивания зерно набухает. Под действием молочной кислоты, образующейся в результате молочнокислого брожения, оболочки зерна становятся проницаемыми, что ускоряет переход водорастворимых веществ – сахаров, декстринов, аминокислот, части белков, пектиновых веществ в воду. Крахмал имеет возможность освободиться. Данная дополнительная операция замачивания сырья проводится только для зерна кукурузы, тогда как в технологии получения крахмала из картофеля после его измельчения крахмал уже «свободен» для его выведения из биологической измельченной массы.

Дробление зерна. Дробление проводят так, чтобы отделить зародыш, не повредив его. Зародыш – ценная составная часть зерна, в нем содержится 35% жира на сухие вещества зерна.

Для полного выделения зародыша и в целом виде дробление ведут на дисковых дробилках двукратно. При первом дроблении освобождается 75 – 85% зародыша и 20 – 25% крахмала, при втором – 15 – 20% зародыша и дополнительно до 20% крахмала.

Зерно на дробление поступает с температурой 35 – 40 ºС с сопровождающейся жидкостью – крахмальным молоком. После дробления зерно имеет вид крупки – этот полуфабрикат называют кашкой.

Выделение и промывание зародыша. Кашка, полученная после двукратного дробления, содержит зародыш, оболочки, крахмал, глютен (нерастворимый белок), водорастворимые вещества. Цель данной операции – максимально извлечь зародыш из кашки вместе с суспензией крахмала, затем отделить зародыш от суспензии ситованием и далее промыть на ситах для полного удаления свободного крахмала.

Для выделения зародыша используют гидроциклонные установки. Под действием центробежной силы кашка разделяется на жидкую фракцию, содержащую зародыш и суспензию крахмала, и тяжелую фракцию, состоящую из частиц зерна, оболочек и частично суспензии крахмала.

Жидкую фракцию с гидроциклонов направляют на сита отцеживания и промывания зародыша, для чего используют дуговые сита с Д – 1.

Помол кукурузной кашки. После отделения зародыша кашка представляет собой смесь крупных частиц оболочек зерна, которые связаны с эндоспермом, дробленого чистого эндосперма, свободного крахмала и белка. Кашку пропускают через дуговые сита, где отцеживают свободный крахмал, глютен и часть мелкой мезги. Получают проход с сита – крахмальное молоко, его пропускают через капроновые сита № 64 – 70 и направляют на рафинирование.

Сход с сита - оставшаяся на сите кашка, подвергается тонкому помолу на измельчающих машинах ударного действия.

Кашка после измельчения подается на станцию выделения мезги. Мезга многократно промывается водой на ситовых аппаратах для снижения содержания в ней крахмала. Выделяют крупную и мелкую мезгу.

Ситование крахмальной суспензии – крахмального молока проводят на дуговых ситах РЗ-ПРД или СД-1М, оснащенных капроновой ситовой тканью № 67 – 73. Таким образом, проводится операция рафинирования крахмального молока.

Выделение крахмала из крахмало-белковой суспензии. Рафинированное крахмальное молоко содержит (%): 11 – 14 сухих веществ, в них 88 – 92; 6 – 10 белок (глютен); 0,5 – 1,0 жир; 2,5 – 5 растворимые вещества; 0,1 – мелкая мезга; 0,2 – 0,4 зола.

Глютен находится в крахмальном молоке в виде взвешенных частиц размером 1 – 2 мкм, плотность его ниже плотности крахмальных зерен. На этом свойстве основано их разделение. Операцию разделения крахмала и глютена проводят на центробежных сепараторах.

Промывание крахмала. После отделения глютена крахмальное молоко еще содержит некоторое к`оличество примесей. Для их удаления молоко промывают на вакуум-фильтрах.

Промытый крахмал содержит (% на сухие вещества): чистого крахмала 98,4 – 98,7%, примесей (белок, жир и др.) 1,3 – 1,6%.

Выход сырого крахмала 60 – 67% от массы сухого сырья. Влажность сырого крахмала 42 – 48%.

Крахмал направляют на производство сухого крахмала и крахмалопродуктов.