Кукурузный крахмал

Химический состав зерна кукурузы крахмал 70 % к массе сухих веществ, белки (10... 13 %) и жиры (6,5 %).

Схема производства сырого кукурузного крахмала:

1. Замачивание кукурузного зерна. В эндосперме зерна крахмал прочно удерживается кукурузным бел­ком — глютеном. Цель замачивания — разрыв или ослабление свя­зей между оболочками, зародышем и эндоспермом, разрушение белковой цементирующей прослойки, удерживающей крахмаль­ные зерна в клетках эндосперма, выведение большей части водо­растворимых веществ затрудняющих выделение и очистку крахмала в замочную воду. Зерно замачивают в слабом растворе сернистой кислоты (концентрация SО₂ в воде 0,15...0,20 %), чтобы исключить прорастание зерна и разви­тие микроорганизмов. Замачивание длится 48...50 ч, зерно при этом набухает. Под действием кислоты его оболочки становятся проницаемыми, что ускоряет переход водораствори­мых веществ (сахаров, декстринов, аминокислот, частично бел­ков, пектиновых веществ и т. п.) в замочную воду. Замачивание проводят при температуре 48...50 ºС для ускорения химических реакций и повышения скорости диффузии химичес­ких соединений.

В за­мочную воду переходит около 6,5 % сухих веществ зерна.

2. Дробление зерна. Зерно дробят так, чтобы отделить зародыш, не повредив его, так как зародыш — ценная со­ставная часть зерна, в котором содержание жира составляет 55 % на сухое вещество. В процессе замачивания зародыш становится элас­тичным, его связь с эндоспермом и оболочками сильно ослабевает, что облегчает его выделение. Зерно дробят на дисковых дробилках ударного действия двукратно. При первом дроблении освобож­дается 75...85 % зародыша и 20...25 % крахмала, при вто­ром – 15...20 % зародыша и 15... 19 % крахмала. После перво­го дробления кашку процежива­ют на дуговых ситах и направля­ют в гидроциклоны для выделе­ния зародыша. Из гидроцикло­нов кашка поступает на второе дробление. Из­мельчение осуществляется по принципу скалывания.

3. Выделение и промывание зародыша. Кашка, полученная после первого и второго дробления, содержит зародыш, оболочки зерна, крахмал, глютен и водорастворимые вещества. Необходимо мак­симально извлечь зародыш из кашки вместе с суспензией крахма­ла, затем отделить его от суспензии ситованием и далее промыть на ситах для полного удаления свободного крахмала. Для выделе­ния зародыша используют гидроциклоны. Жидкий сход с гидроциклонов направляют на ситовые аппараты различных конструкций для отделения и промывания зародыша.

4. Тонкое измельчение кукурузной кашки. Полученная после отде­ления зародыша кашка представляет собой смесь крупных частиц оболочек зерна, связанных с эндоспермом, дробленый чистый эн­досперм, свободный крахмал и белок. Для полного высвобожде­ния крахмала кашку подвергают тонкому измельчению. Предва­рительно на дуговых ситах от нее отделяют свободный крахмал, глютен и часть мелкой мезги. Полученное крахмальное молоко дважды пропускают через капроновые сита и направляют на рафинирование, а сходы с ситовых аппара­тов — на измельчение. Тонкий помол кукурузной кашки осуществ­ляют на измельчающих машинах ударного действия.

5. Отделение мезги. Про­мывание продукта проводят по принципу противотока, что позво­ляет минимальным количеством жидкости отмыть максимум сво­бодного крахмала. Отделение крупной мезги и ее трехкратное промывание проводят на дуговых ситах с отверстиями диаметром 0,5...0,6 мм. Промытая крупная мезга должна содержать не более 1,5 % свободного крахмала. Мелкую мезгу отделяют на капроно­вых ситах, где она четырехкратно промывается водой и поступает на механическое обезвоживание. Содержание свободного крахма­ла в ней не должно превышать 4 %. Крахмальное молоко поступа­ет на двукратное рафинирование на дуговые сита, оснащенные капроновой ситовой тканью.

6. Выделение крахмала из крахмалобелковой суспензии. Рафиниро­ванное крахмальное молоко содержит (%): сухих веществ 11...14, из них крахмала 88...92; белка (глютена) 6... 10; жира 0,5...1,0; растворимых веществ 2,5...5; мелкой мезги 0,1; золы 0,2...0,4; рН 3,8...4,2. Глютен содержится в крахмальном молоке в виде взвешенных частиц размером 1...2мкм, плотность его значительно ниже плотности крахмальных зерен. На этом свойстве и ос­новано их разделение на специальных центробежных сепараторах.

Ротор сепаратора вращаетсяс со скростью около 3000 с^-1. На периферии скапливается более тяжелая фракция – крахмал, а посередине более легкая – глютен. Крахмальное молоко разделяют на 4-6 последовательно соединенных сепараторах, чтобы вы­делить весь глютен

7. Осаждение и промывание крахмала. Крахмальное молоко после отделения глютена еще содержит некоторое количество примесей. Поэтому крахмал дополнительно промывают на вакуум-фильтрах в две или три стадии. Промытый крахмал содержит (% сухого ве­щества): чистого крахмала 98,4...98,7 и примесей (белок, жир и пр.) 1,3...1,6.

Выход и коэффициент извлечения крахмала. В зависимости от качества сырья, технической оснащенности завода и схемы произ­водства выход крахмала колеблется от 60 до 66,6 % к массе безводной кукурузы. Коэффициент извлечения крахмала составляет 86...93,5%.

Использование побочных продуктов из кукурузы. В качестве побочных продуктов из кукурузы получают зародыш, кукурузное масло, кукурузный экстракт, глютен.

Кукурузное масло. Для получения кукурузного масла используют зародыш, выход которого составляет 6...7 % к массе безводной кукурузы. Зародыш сушат до влажности 2,0...2,5 %, из­мельчают на вальцовых станках для получения мятки, а затем подвергают прессованию на шнековых прессах. Выделенное масло поступает на рафинирование, оставшийся после прессования жмых дробят, подогревают на жаровнях и вторичным прессованием дополнительно выделяют из него некоторое количество масла, которое используется для технических целей. Выход кукурузного масла составляет 2,8...3,3 % к массе безводной кукурузы.

Кукурузный экстракт. При замачивании зерна кукурузы получают кукурузный экстракт с содержанием сухих веществ 8...9 %, который затем упаривают до содержания сухих веществ 35...40 % и используют при производстве кормов для животных.

Кукурузный экстракт с содержанием сухих веществ 50 % используют при производстве антибиотиков и для получения хлебопе­карных прессованных дрожжей.

Глютен. При выделении крахмала из крахмалобелковой суспензии на тарелочных сепараторах в качестве жидкого схода получают белковую суспензию с содержанием сухих веществ около 1 % (из них 70 % белки). Полученную суспензию в флотационных камерах разделяют на частично сгущенный глютен и осветленную глютеновую воду. Окончательное сгущение глютена (до 12 % сухих веществ) осуществляют на центробежных сепараторах, затем глютен механически обезвоживают на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах до содержания влаги 68...72 % и используют в производстве кормов для животных. Глютеновую воду используют для различных технологических целей.

Корма. Для получения кормов используют жмых (остаток после извлечения масла из зародыша), крупную и мелкую мезгу, сечку (измельченное зерно), стержни початков кукурузы, глютен и экстракт. Все компоненты смешивают в определенном соотно­шении, высушивают до содержания влаги 12 %, измельчают, просеивают и отправляют на склад. Сухой кукурузный корм должен отвечать требованиям соответствующих ТУ и содержать белка 18...19 %, крахмала 18...25, жира 7...9 и золы 1...4 %.