Text
                    ГЦЧи-и г
£
4

Э. А. ОБУХОВСКИЙ ПРОИЗВОДСТВО МАЛЬТОЗНОЙ ПАТОКИ f ПИЩЕПРОМИЗДАТ Москва-1959
В книге дана характеристика сырья, применяемо- го для производства мальтозной патоки, рассмотрены главные составные части его. Подробно описано получение солода и мальтозной патоки, даны схемы производства, приводятся дан- ные для основных производственных расчетов. Освещается применение мальтозной патоки в пи- щевой промышленности. Описаны методы технохимического контроля и учета производства мальтозной патоки. Рецензент канд. техн, наук Б. А. ВЕКСЛЕР Спецредактор инж. М. Е. БУРМАН
ВВЕДЕНИЕ В рационе питания человека большое значение имеют саха- ра, которые служат основным материалом для восстановления энергии, затрачиваемой организмом на работу, и поддержания его жизнедеятельности. Потребность в сахаристых веществах очень велика. Увели- чению объема производства сахаров у нас в стране уделяется большое внимание. В ближайшие годы производство сахара по- лучит значительное развитие. В общем балансе сахаристых веществ значительную роль играют также и несвекловичные сахара. Однако выработка этих сахаров все еще не удовлетворяет возросших потребностей производства. Так, в 1958 г. при потребности кондитерских фабрик в 245 тыс. т крахмальной патоки выработка ее не пре- высила 150 тыс. т. Кондитерские предприятия вынуждены были по этой причине для ее замены израсходовать около 80 тыс. т свекловичного сахара. Такая замена патоки свекловичным сахаром не только ухудшает качество кондитерских изделий, но и понижает, рента- бельность предприятий в результате повышения себестоимости кондитерской продукции. Важную роль в балансе сахаристых веществ может также сыграть кристаллическая глюкоза (виноградный сахар). Одна- ко объем производства глюкозы у нас также незначителен и не превышает 3,5 тыс. т в год. Не производятся такие сахаристые продукты, как сорговый сироп и кленовый сахар. В США при выработке 2000 тыс. т сахара в год объем про- изводства различных видов паток достигает 700 тыс. т и глюко- зы свыше 350 тыс. т, т. е. удельный вес патоки и глюкозы в ба- лансе сахаристых веществ США превышает 34%. В Западной Европе из несвекловичных сахаров произво- дятся солодовые сахаристые сиропы под общим собирательным названием мальц-экстракты. Эти сиропы применяются в виде 3
столовых диетических продуктов, особенно для детского пита- ния. В хлебопечении мальц-экстракт применяется как диаста- тически активный продукт, улучшающий качество хлеба; в тек- стильном производстве он находит применение в процессе расшлихтовки пряжи. Мальц-экстракт вырабатывается из сухого солода с добав- лением части неосоложенного сырья. Основной экономической предпосылкой организации дан- ного Производства является использование значительных мощ- ностей солодовых заводов в холодное время года, когда умень- шается спрос на пиво и потребность пивоваренной промышлен- ности в солоде частично сокращается. В последние годы в СССР получило развитие производство мальтозной, или ферментативной, патоки, являющейся продук- том энзиматического осахаривания крахмала и содержащей до 65% редуцирующих сахаров. Эта продукция предназначает- ся для использования в кондитерской промышленности, хлебо- печении, а также в качестве столового сиропа. Сырьем для мальтозной патоки являются неосоложенные материалы (чаще всего кукуруза), вспомогательным сырьем служит солод, расход которого не превышает 8—10% по весу основного сырья. Замена дорогого солода неосоложенным сырьем значительно снижает себестоимость мальтозной пато- ки по сравнению с мальц-экстрактом. Производство мальтозной патоки состоит из следующих технологических процессов: 1) замочка и ращение ячменя; дробление солода; 2) размол кукурузного зерна в муку; разведение кукуруз- ной суспензии;. 3) разварка кукурузной суспензии; 4) гидролиз крахмала, содержащегося в кукурузной суспен- зии и солоде, ферментами солода; 5) механическая фильтрация сладкого затора; 6) сгущение мальтозного сиропа до плотности 50—55° Бр; 7) механическая фильтрация густого сиропа; 8) сгущение чистого сиропа до плотности 79,4° Бр; 9) охлаждение мальтозной патоки; 10) взвешивание и затаривание мальтозной патоки. Производство мальтозной патоки в СССР было организова- но на базе использования оборудования крахмало-паточных 4
1 заводов в период их межсезонного простоя. Загрузка заводов зерновым сырьем превращает эти сезонные предприятия в работающие 10—11 месяцев в году со всеми вытекающими отсюда преимуществами: наиболее полным использованием основных средств предприятий, снижением себестоимости про- дукции за счет уменьшения накладных расходов, увеличением выпуска паточной продукции и т. д. В отличие от крахмальной мальтозная патока вырабаты- вается непосредственно из муки, минуя стадию предваритель- ного извлечения крахмала из зерна. Обычно производство крах- мала осуществляется в специальных цехах, строительство ко- торых сопряжено со значительными капиталовложениями. В качестве отходов мальтозного производства получается прессованный мальтозный жмых — ценный корм, содержащий около 40% белка. Наличие таких отходов может способствовать успешному развитию животноводства в районах расположения мальтоз- ных заводов. Мальтозная патока является хорошо усвояемым углеводи- стым продуктом, рекомендуемым в качестве столового сиропа, а также для. питания детей и больных. Особую роль должна сыграть мальтозная патока в хлебо- печении, где по отзывам ряда исследовательсках организаций она должна найти широкое применение как бесспорный улуч- шитель качества пшеничного хлеба и изделий расширенного ассортимента. Разработанная автором схема производства мальтозной патоки и технологический режим, позволяющие почти полностью использовать технологическое оборудование, паросиловые уста- новки, здания и сооружения картофелепаточных заводов, созда- ли предпосылки для успешного развития производства. Ниже приводятся схемы производства крахмальной и маль- тозной паток, показывающие степень использования основных средств паточного завода при догрузке его производством маль- тозной патоки. Сходство технологических схем производства крахмальной и мальтозной паток позволило быстро освоить производство мальтозной патоки на ряде паточных заводов. Казанский, Пен- зенский, Новлянский паточные заводы уже длительное время производят мальтозную патоку. В отдельные годы мальтозную 5
патоку вырабатывали Хоботовский. Ростовский, Росвянский и Костромской паточные заводы. Схема производства картофелекрахмаль- ной патоки Склад сырого крахмала I Разводной чан Насос 1 Мерник крахмального молока I Заварной чан 4 Нейтрализационный чан Насос Фильтрпресс--- Сборник сиропа Насос Верхняя сиропная коробка 1 Костефильтры I Сборник густого сиропа I Вакуум-аппарат Холодильник патоки I Весы Схема производства мальтозной патоки Склад муки Солодора- | щение Разводной чан 1 I Дробилка Насос для солода К I Мерник кукурузного Насос молока<------------------ I Насос 4 Лагер 4 Заварной чан <------- I Насос 1 Фильтрпресс -> Сборник промоев Сборник снропа 4 1 Насос Насос 4 1 На развод- Верхняя сиропная ку кукуруз- коробка ной муки Костефильтры— —* Сборник 4 промоев Сборник чистого 1 сиропа Насос 1 Выпарка На развод- 1 ку кукуруз- Сборник густого сиропа Вакуум-аппарат Холодильник мальтозной патоки ной муки Весы —► Сборник фильтр- прессной грязи Насос Грязевой фильтр- пресс 4 Насос I Заварной чан Догрузка зерновым сырьем ряда картофелепаточных заво- дов во время их сезонного простоя позволяет повысить выпуск паточной продукции, а также высвободить часть картофельного крахмала для непосредственного потребления населением.
ГЛАВА I СЫРЬЕ Пригодность зернового сырья для производства мальтоз- ной патоки определяется его составом — в основном крамалис- тостью и наличием таких белков и растворимых веществ, ко- торые не препятствуют нормальному течению технологического процесса, позволяя получать продукцию хорошего качества. В настоящее время таким сырьем можно считать кукурузу, просо, ячмень, сорго и некоторые другие культуры. КУКУРУЗА Кукуруза, или маис,—однолетнее растение с очень разви- тым стеблем и корневой системой. Проникая глубоко в почву, корешки кукурузы обеспечивают растение подпочвенной вла- гой, что в известной мере уменьшает зависимость его от коли- чества осадков. Позднее вызревание кукурузы также позволя- ет растению выгодно использовать осадки, выпадающие ран- ней осенью. Мужские цветы кукурузы собраны в метелку на верхушке стебля, женские—образуют початки, сидящие в пазухах листьев. Различные сорта кукурузы отличаются формой початка и самого зерна, у которого наиболее характерной является верх- няя часть. Последняя бывает выпуклой, вдавленной, остроко- нечной и пр. Различна также и окраска кукурузных зерен: они бывают белыми, желтыми, красными и других цветов. Из многих видов кукурузы наиболее ценными для перера- ботки на мальтозную патоку являются: 1. Крахмалистая кукуруза, отличающаяся высоким содер- жанием крахмала и отсутствием роговидного слоя в эндоспер- ме зерна. 2. Зубовидная кукуруза. В верхушке зерен этого вида име- ется впадина, делающая зерно похожим на конский зуб. В эн- досперме зерна этого вида содержится небольшое количество роговидного вещества. 3. Кремнистая кукуруза, отличающаяся развитым слоем ро- говидного эндосперма. Зерна кремнистой кукурузы имеют округ- ленную форму. Кукурузное зерно состоит из ростка, оболочки и эндоспер- ма; эндосперм состоит из мучнистой и роговидной частей. 7
У различных видов соотношение основных частей зерна не- одинаково (табл.1). ’Таблица 1 Сорт кукурузы Росток в % Оболочка в % Эндосперм в % мучнистый роговидный Айвори-Кинг 13,55 5,56 81,90 0 Местная белая .... 11,26 5,24 15,50 68,0 Приведенные данные указывают, что в мучнистых сортах ку- курузы не имеется роговидного слоя в эндосперме зерна (или его очень мало), что позволяет с большей эффективностью пе- рерабатывать это сырье. Кукурузное зерно содержит росток (до 12% по весу зерна). Росток содержит в зависимости от сорта зерна от 34 до 41% жира и используется в кукурузо-крахмальном производ- стве для получения кукурузного масла. Общее содержание жи- ра в кукурузном зерне достигает 6%. Кукурузное зерно является наиболее крахмалистым среди злаковых семян, уступая в этом отношении только рису. Хими- ческий состав наиболее распространенных сортов кукурузы ха- рактеризуется показателями табл. 21. Таблица 2 Сорта кукурузы Содержание сухих веществ в зерне в % зола жир сырой клет- чатка пенто- заны раствори- мые угле- воды белки крах- мал Мучнистые 1,35 6,25 1,71 4,05 3,25 12,53 70 80 Зубовидные 1,45 5,40 1,81 4,25 3,11 11,50 69,00 Кремнистые 1,61 5,80 1,78 4,34 4,90 12,80 68,50 Состав лопающейся и сахарной кукурузы значительно отли- чается от состава перечисленных сортов, имеющих промышлен- ное значение (табл. 3, по данным Братухина и Щербакова). Таблица 3 Виды кукурузы Крахмал в % Белки в % Жиры в % Лопающаяся ..... 62,0 14,3 4,8 Сахарная . • 59,0 13,8 7,8 1 Технология крахмало-паточного производства, Пищепромиздат, 1940. 8
Из приведенных данных по содержанию крахмала и рас- творимых углеводов видно, что мучнистая и зубовидная куку- руза наиболее пригодны для мальтозного производства. Хранение кукурузы Влажность зерновой кукурузы, поступающей на заводы, име- ет решающее значение для хранения этого сырья. Кукурузное зерно, влажность которого превышает 20%, быстро подвергает- ся самосогреванию и порче. В сырье появ- ляются грибки чер- ной и зеленой пле- сени и очаги гние- ния. Особенно быст- ро подвергается пор- че кукурузный рос- ток. В результате те- ряется много крах- мала и других цен- ных сухих веществ зерна. Одновремен- но ухудшается тех- ~-s_-===== дологический режим переработки зерна Рис. 1. Сапетка для хранения кукурузы в почат- (высокая кислотность ках- ухудшает показате- ли по гидролизу, фильтрации затора, сгущению сиропов и другим станциям; снижается выход и качество готовой продукции). Вопросу правильного хранения сырья должно уделяться серьезное внимание. Для длительного хранения кукурузы в початках применяют- ся складские помещения легкого типа — сапетки (рис. 1). Сапетка представляет собой деревянный склад, стены кото- рого состоят из реек, между которыми имеются щели, обеспе- чивающие постоянное проветривание хранящегося сырья. Кры- ша сапетки делается непроницаемой для осадков, полы распо- лагаются на 0,5 м выше земли. Обычно сапетка устанавливается на каменных фундамент- ных столбах, что предохраняет сырье от сырости в осенние и зимние месяцы. Сапетка вместимостью 50 т кукурузы в почат- ках имеет длину 30 м, ширину 1,8 м, высоту 2 м. Складское помещение для хранения зерновой кукурузы сле- дует хорошо вентилировать, толщина слоя хранящегося зерна не должна превышать 1,5 м. Длительное хранение зерновой кукурузы повышенной влаж- ности не рекомендуется. При поступлении на завод большой партии такого зерна 9
последнее должно быть высушено до влажности 14—15% на зерновых сушилках. Тепловой режим сушки устанавливается с расчетом, чтобы зерно в начальной стадии не подвергалось действию темпера- туры выше 50°. Предельная температура в конце сушки 100°. Такой режим сушки кукурузы оставляет неизменной струк- туру эндосперма зерна, не вызывая нежелательных процессов клейстеризации крахмала и появления трещин в оболочке зерна. Рис. 2. Зерносушилка «Кузбасс». Из различных типов зерносушилок наиболее приемлема для небольших мальтозных заводов передвижная сушилка «Куз- басс». Сушилка размещается на двух автоприцепах (рис. 2). На первом установлена сушильная камера, две нории, шнек для транспортировки зерна и вентиляторы. Указанное оборудова- ние приводится в движение электромотором мощностью 5,2 кет. На втором прицепе расположена топка, выложенная огне- упорным кирпичом. Смесь горячих газов с воздухом по специальному трубопро- воду подается в сушильную камеру. Подающееся в питательный бункер зерно норией транспор- тируется в сушильную камеру. Высушенное зерно поступает на шнек и далее на норию, подающую его в бункер для сухого зерна. Производительность сушилки (при высушивании кукурузы с 20 до 14% влаги) составляет 1,5 т в час. Расход условного топлива на 1 тонно-процент—2,5 кг. Высушенное кукурузное зерно отличается стойкостью при хранении, но вырабатываемая из такого зерна мальтозная пато- ка имеет повышенную цветность. Получение наименее окрашенной продукции достигается при переработке кукурузы, поступающей в початках, причем наибо- лее предпочтительны белые сорта кукурузы, которые меньше окрашивают мальтозные сиропы. 10
Размол кукурузы Для производства мальтозной патоки кукуруза должна раз- малываться в муку относительно тонкого помола с максималь- ным удалением ростка, оболочки зерна, клетчатки и пр. Наиболее приемлемым помолом следует считать кукуруз- ную муку с выходом 85—90%, имеющую следующий химический состав (в %, в среднем): Влажность..........................• . . . 15 Содержание в безводной муке крахмала............................. 72 растворимых углеводов................ 4 пентозанов .......................... 6,3 клетчатки .... 1,5 белковых веществ..................... 12,5 жиров............................... 2,5 золы............................... 1,2 Размол кукурузы производится на вальцовых мельницах. Обычно мельничные цехи на мальтозных заводах распола- гаются в производственных или складских помещениях (на Казанском, Пензенском, Новлянском и других заводах). В от- дельных случаях помещения надстраиваются для создания необходимого самотека при внутрицеховой транспортировке полупродуктов мельничного производства. Размол кукурузы производится на вальцовых станках, из- готовляемых машиностроительным заводом имени Ленина в Воронеже. Схема вальцового станка модели ЗМ показана на рис. 3. Для измельчения в вальцовом станке зерно поступает в про- странство между цилиндрическими валками 11 и 12, имеющи- ми одинаковый диаметр, и подвергается разрушению в рабо- чей зоне. Рабочие валки представляют собой чугунные сплошные или пустотелые цилиндры, насаженные на оси и расположенные в вальцовом станке по диагонали. Нижний валок тихоходный, а верхний быстроходный. Скорости быстроходного и тихоходного валков относятся друг к другу, как 1,5—2,5:1. Это отношение называется дифференциальной скоростью. Наружная поверхность валков делается рифленой или гладкой, отполированной, в зависимости от назначения вальцо- вого станка. Расстояние между валками регулируется специальным ме- ханизмом с микрометрическим винтом, а привал (или отвал) тихоходного валка к быстроходному осуществляется автомати- чески механизмом гидропривода. Зерно в вальцовый станок поступает по стеклянной трубе 3, постепенно заполняет ее и своим весом давит на лопасти поплавка 4, который опускается. Поплавок связан системой
рычагов с гидроприводом, который при опускании поплавка включает питающий механизм, состоящий из валиков 5 и 7 и секторной заслонки 8, а также осуществляет привал ниж- него рабочего валка к верхнему. Рис. 3. Схема вальцового станка ЗМ: /—металлическое кольцо; 2—уплотнение; 3—стеклянная труба; 4—поплавок; 5—медленный питающий валик для сыпучих продуктов; 6—шнек для мяг- ких продуктов; 7—«питающий валик; 8—секторная заслонка; 9—механизм для управления заслонкой; 10—щит; //—быстроходный валок; 12—тихо- ходный валок; 13^—сквозной валик, поворачивающийся при выключеиш нижнего валка; 14—цепь для подвески ножей; 15—ножи для чистки по- верхности гладких валков; 16— щетки для чистки поверхности нарезных валков; 17—.разделительная перегородка; 18—аспирационный канал; 19- затвор; 20—предохранительный фартук. 12
С прекращением поступления зерна поплавок 4 поднима- ется вверх, и гидропривод останавливает питательные вали- ки и производит отвал нижнего рабочего валка. Работа вальцового станка в значительной мере зависит от нормальной подачи зерна валиками питающего механиз- ма в зону измельчения. Зерно в эту зону должно поступать равномерно, слоем одинаковой толщины по всей длине рабо- чих валков. Во время работы вальцовые станки аспирируются для удале- ния скопляющегося теплого воздуха, влаги и пыли. Воздух для аспирации поступает в станок через отверстия -между верхними крышками и средними соединительными угольниками станины и отсасывается через аспирационный канал 18. Для очистки во время работы вальцовых валиков от прилип- ших к ним частиц зерна применяются щетки 16. После измельчения зерна в вальцовом станке получаются продукты, состоящие из частиц различных размеров. В процессе повторных помолов после каждого пропуска через размалываю- щие машины получающиеся продукты рассортировывают на бо- лее или менее -однородные то величине фракции для дальнейшей раздельной их переработки. Почти на всех мальтозных заводах просеивающими машина- ми в мельничных цехах являются двухкорпусные самобаланси- рующиеся рассевы, изготовляемые машиностроительным заво- дом имени Воробьева в Горьком. Рассев (рис. 4) представляет собой машину с набором сит в виде прямоугольных кузовов, совершающих круговые поступательные движения. Основные части рассева: приемное устройство, состоящее из деревянных коробок 1, смонтированных на горизонтальной деревянной дос- ке, подвешенной на болтах к перекрытию; кузова, состоящие из ситовых рам, стягиваемых по высоте болтами; приводной меха- низм 4, состоящий из приводного шкива и веретена; балансир- ный механизм 5, состоящий из уравновешивающих грузов; под- весное устройство 6, служащее для подвешивания кузовов на тросах к перекрытию. Каждый кузов имеет два приемника, сое- диняющихся матерчатыми рукавами 7 с приемными короб- ками; 1. Продукт, поступающий на ситовые рамки, движется вместе с ситом. Однако этот продукт будет перемещаться по ситу толь- ко при условии, если величина центробежной силы рассева бу- дет больше силы трения просеиваемого продукта о сито. Для нормального просеивания продукта требуется не только смещение его на сите, но и движение его по -ситам рассева. Перемещение 'Продукта по ситам к сходовому каналу достигает- ся гонками, прикрепленными над ситом к одной из продольных стенок канала ситовой рамки. Поступающая в рассев смесь измельченного продукта разде- ляется на несколько фракций по крупноте, причем сходами с сит 13
вдут фракции, требующие дальнейшего измельчения, а проходом является мука. Все фракции выводятся из рассева с помощью выводных рукавов 8 и патрубков 9. Во время работы рассевы аспирируются для удаления обра- зующихся в них влаги и пыли. Воздух из рассевов отсасывается специальными вентиляторами через приемное устройство (короб- ка /) и направляется для очистки от пыли во всасывающий фильтр. Рис. 4. Двухкорпусный рассев: Ь—приемное устройство; 2~кузов рассева; 3~опорная рама; 4—приводной меха- низм; 5—балансирный механизм; 6—подвесное устройство; 7—приемные рукава; 8—выводные рукава; 9—патрубки. Перед направлением кукурузы в размол она подвергается очистке от сорных примесей и металлопримесей в зерноочисти- тельном отделении мельничного цеха. Это осуществляется на двух последовательно установленных сепараторах, на которых отделяются крупные, мелкие и легкие примеси, и одной наждач- ной обоечной машине, на которой частично отделяются от зерна поверхностные оболочки. Затем зерно увлажняется и отволажи- вается, что облегчает частичное выделение кукурузного ростка в размольном отделении. После сепараторов, перед направлением зерна в размольное отделение, устанавливают магнитные заграждения. И
На рис. 5 изображена схема технологического процесса пере- работки кукурузы на муку односортную с выходом 85% на трех вальцовых станках. Суточная производительность мельничного цеха, перерабаты- вающего кукурузу по этой схеме, составляет около 30 т муки. Технологическая схема предусматривает пять драных си- стем, из них одну вымольную, одну зародышевую и одну раз- мольную. Зародыш получается главным образом на I и II драных си- стемах, поэтому режим помола здесь держится высоко. Верхние сходы со штампованных сит 0 5 и 4 мм, рассевов и I и II драных систем направляются на зародышевую систему. Вторые сходы с этих драных систем перерабатываются на по- следующих системах, а нижние сходы, к которым присоединяется нижиий сход с III драной системы, поступают на размольную систему. Верхний и второй сходы с III драной системы и все схемы IV драной системы перерабатываются на последующих системах. Особенность схемы заключается в дальнейшей обработке (обогащении) зародыша. Для этой цели предусматривается установка центрифугала и сепаратора. Верхние сходы зародышевой системы, верхний и нижний схо- ды размольной системы обрабатываются на центрифугале, в ко- тором проходом через сито 063 (29) получают муку, а сход, представляющий собой смесь лузги и зародыша, поступает на сепаратор, в котором производится отделение от зародыша луз- ги и остатков мучнистых частиц. Вся мука, получаемая в процессе размола кукурузы, контро- лируется на одном кузове рассева. Перед каждой вальцовой системой и на выбое муки и отру- бей устанавливается магнитная защита по нормам, принятым для мельниц государственного сельхозмукомолья. Техническая характеристика рабочих органов вальцовых станков и нумерация сит на просеивающих машинах указаны в технологической схеме производства. На поверхности валков нанесены рифли. Получение требуе- мого выхода и качества муки зависит от формы рифлей, их ко- личества и уклона. От количества рифлей на 1 см длины окруж- ности валков зависит результат воздействия валков на разма- лываемый продукт. Чем больше рифлей на единицу длины ок- ружности валка, тем меньше размер частиц продукта, получаю- щегося после измельчения. Таким образом, количество рифлей на вальцовых валках увеличивается по системам от начала раз- мола к вымольным системам. Так, на схеме технологического процесса (см. рис. 5) указа- но: на I драной системе —3 рифля на 1 см, на IV драной си- стеме — 9 рифлей, а на I размольной системе — 10 рифлей на 1 см. 15
Рис. 5. Технологическая схема помола кукурузы. 16
Рифли на поверхности вальцовых станков наносят не парал- лельно образующей цилиндра, а под углом, который является углом наклона рифлей. При увеличении уклона рифлей увели- чивается измельчение продукта. Уклон рифлей выражается от- ношением величины отклонения рифля к длине валка. Умно- жив результат на 100, получают величину уклона рифлей в про- центах. В описанной схеме помола кукурузы уклон рифлей увели- чивается по мере измельчения продукта. Так, на I драной си- стеме уклон рифлей 4%, на IV драной и I размольной систе- мах—10% • В описанной схеме в качестве вымольной (V драной) систе- мы предусмотрен фермер № 2 (жерновой постав с горизонталь- ной осью вращения), в который направляются все сходы с рас- сева IV драной системы. Эти сходы представляют собой обмо- лоченные продукты с некоторым количеством муки. Роль фермера заключается в том, чтобы максимально отде- лить муку от оболочек и затем отсеять ее на просеивающей машине. Продукт, поступивший в фермер, подвергается много- кратному воздействию двух жерновов. Аспирация машин размольного отделения осуществляется всасывающим фильтром ФВ-60 и центробежным пылевым вен- тилятором ВЦП-5. Для привода в движение всех машин и механизмов мельнич- ного отделения, работающего по описанной схеме, требуется двигатель мощностью 65 кет. Спецификация основного оборудования мельничного отделения Сепаратор ПОП-2,5......................... 3 шт. Обоечная машина ЗОН-2,5................... 1 , Замочный аппарат . . •.................... 1 „ Вальцовый станок вб^Х^бЗ . .............. 1 , Вальцовый станок 600x300.................. 2 „ Рассев ЗР................................. 2 , Бурат .................................. 1 , Центрофугал............................. 1 , Магнитная защита................• .... 6,6 м Фермер № 2..............•...............1 шт. Фильтр всасывающий ФВ-60................ 1 , Вентилятор ВЦП •........................ 1 , Выход муки и отходы при переработке кукурузы в односортную муку (в %) Мука.................. 85 Кормовые отходы . . 2 Отруби ........ 2 Некормовые отходы . 0,5 Зародыш................ 8 Усушка.......... 0,3 Лузга.................. 2 Механические потери . 0,2 2 Зак. 937 17
ЯЧМЕНЬ Характерной особенностью ячменя является приспособляе- мость этой культуры к различным климатическим условиям и разным почвам. Ячмень с успехом произрастает во многих рай- онах Мурманской области и Якутской АССР, в средней полосе РСФСР, на Украине, в Крыму, в Грузинской, Узбекской, Казах- ской, Армянской ССР и других респуб- ликах и областях. Ячмень — однолетнее травянистое ра- стение, имеющее относительно слабо раз- ветвленную корневую систему и стебель с листьями в надземной части. По своим ботаническим признакам ячмень делится на два вида: многоряд- ный и двухрядный. К первому виду относятся шестиряд- ный и четырехрядный ячмень. Отличи- тельная особенность шестирядного ячме- ня—это расположение зерен в колосовом стержне в шесть рядов с образованием шестиконечной звезды. В колосе четы- рехрядного ячменя зерна образуют 4 ряда. Двухрядный ячмень отличается рас- положением зерен в колосе в 2 ряда по всей длине колосового стержня. Ячменные зерна обоих видов покры- ты цветочными оболочками, которые, срастаясь с зерном, становятся его ча- стью. Удельный вес цветочной оболочки в зерне в среднем составляет 10—15%, а в отдельных случаях и выше. Рис. 6. Разрез зерна ячменя: /—эндосперм; 2—алейро- новый слой; плодовая оболочка; 4—цветочная пленка; 5—щиток; б—-за- родыш. Шестирядный ячмень имеет незначительное распространение вследствие недостаточной урожайности и очень грубой, толстой цветочной пленки, покрывающей зерно. Этот вид ячменя явля- ется кормовым. Четырехрядный ячмень также считается кормовым. Зерна четырехрядного ячменя имеют желтую окраску и по величине неоднородны. Двухрядный ячмень имеет промышленное значение. Зерна этого вида однородные, правильной формы, светло-желтого цве- та. Удельный вес оболочки составляет 11 —12% веса зерна. Мел- козернистый ячмень дает наиболее активный солод. Промышленные сорта двухрядного ячменя являются яровы- ми культурами; озимые двухрядные сорта ячменя в основном кормовые культуры. Колебания в содержании крахмала в яч- мене довольно значительны (44—60%). 18
По данным Кенига, ячмень мический состав (в *%): в среднем имеет следующий хи- Вода................ Зола................ Белок .............. Жир................. Сахар .............. 12,9 • Декстрин .... . . . 3,5 2,15 Крахмал . . . . . . . 54,85 10,15 Пеитозаиы . . . . . . 7,5 2,12 Клетчатка . . . . . . 4,55 2,23 Ячмень, применяемый для производства солода, должен быть односортным и иметь всхожесть не менее 92%. Оценка ячменя, применяемого для приготовления солода, производится путем наружного осмотра, механического иссле- дования, определения прорастаемости и химического анализа. При наружном осмотре ячменя пользуются следующими признаками: 1. Цвет ячменя должен быть светло-желтым. Темный цвет зерен, особенно темные кончики, указывает на то, что ячмень был подмочен во время уборки. Зеленоватый цвет указывает на недостаточную зрелость зерна, темно-бурые кончики — на по- вреждение зерна микроорганизмами. 2. Запах ячменя должен напоминать запах соломы, он не должен быть затхлым. 3. Ячмень должен содержать возможно меньше примеси (по- сторонних зерен, половинок и поврежденных зерен. Следует также обращать внимание на чистосортность зерна, так как смесь шестирядного и двухрядного ячменя усложняет процессы замочки и проращивания зерна. Зерна ячменя должны быть равномерными по величине и одинаковы по форме. Ячмень не должен содержать проросших зерен, а также не должен быть заражен вредителями. ПРОСО Из многочисленных видов и сортов проса, возделываемых в различных странах, широкое распространение в СССР имеют только три группы, отличающиеся формой метелки, строением и цветом зерновой оболочки, которая бывает белой, желтой, каш- тановой, красной, серой и других цветов. По строению метелки просо делится на три группы: пониклое, развесистое и комовое. Все эти три вида проса хорошо прорастают при температу- рах не ниже 8—10°; с повышением температуры энергия про- растания увеличивается. Несмотря на неглубокое залегание корешков, в целом кор- невая система проса сильно развита и приспособлена к обес- печению растения достаточным количеством влаги. По этому признаку просо относится к наиболее засухоустойчивым культу- рам. 2* 19
Просо всех сортов покрыто гладкой, твердой цветочной обо- лочкой различной окраски. Оболочка не сращена с ядром зер- на, поэтому относительно легко от него отделяется. Размеры просяного зерна колеблются от 2 до 3,3 мм. При обрушивании проса оболочка, которая по весу зерна равна 18—25%, удаля- ется. Химический состав проса, по данным Братухина и Щерба- кова, следующий (в '%): Белок ..... . . . . 12—13 Жир.....................3,2-4,4 Крахмал................. 57—63 Зола.................... 3—5 Содержание крахмала в безводном зерне после удаления оболочки достигает 69,7%. Отделение оболочки производится обычно на бичевых просо- рушках. При наличии мельничного оборудования отделение обо- лочки производится на наждачных обойках. По Братухину и Щербакову, обрушивание проса производит- ся по следующей схеме. Обойка первого прохода при режиме: окружная скорость бичей 14—16 м]сек, расстояние между бичами и наждачной по- верхностью 20—25 мм, уклон бичей 12—14°. Первое обрушивание дает до 50% ядра. Сепаратор после обоек первого прохода с верхними ситами диаметром 3—4 мм и нижними 1,4X20 мм. Обойка второго прохода при режиме: окружная скорость 12—14 м/сек, расстояние между бичами и наждачной поверх- ностью 25—30 мм, уклон бичей 12—14°. Обрушенных зерен должно быть около 80%. Сепаратор после обоек второго прохода: верхние сита с диа- метром отверстий 3 мм, нижние сита с отверстиями 1,2X20 мм. Выход ядра в зависимости от натуры проса и тщательности процесса обрушивания в среднем составляет 75—85%. Обрушенное зерно подвергается размолу на вальцах, тонина муки контролируется ситом 056 (32), остаток на котором не должен превышать 2%. В качестве отхода при обрушивании проса получается прося- ная лузга. Состав лузги, по данным Вольфа (в %): Вода............................ 16,6 Зола............................ 11,5 Азот...............•........... 4,4 Безазотистые вещества........... 28,3 Клетчатка....................... 41,6 20
Лузга частично применяется в качестве грубого корма в виде примеси к картофелю при кормлении мелкого скота и птицы. В основном лузга используется как топливо. СОРГО Сорго — теплолюбивая и засухоустойчивая культура. Мощ- ная корневая система, поставляющая растению влагу и пита- тельные вещества, и свойство растений в засушливый период приостанавливать свое развитие и продолжать его с появлением влаги обусловливают способность сорго противостоять засухе. Сорго — однолетняя злаковая культура. Различают два ос- новных вида сорго: зерновое и сахарное. Зерновое сорго отли- чается невысоким стеблем (1,3—2 м). По характеру гладкого, заполненного сердцевиной стебля сорго напоминает кукурузу, своим соцветием в виде метелки по- ходит на просо, поэтому в некоторых странах сорго называют африканским просом. Средний урожай зернового сорго составляет от 15 до 20 ц с гектара. При тщательной обработке и удобрении почвы уро- жаи сорго достигают иногда 45 ц с 1 га. Зерновое сорго отличается высокой крахмалистостью. По своему белковому и жировому составу культура сорго близка к зерновой кукурузе, что видно из табл. 4. Таблица 4 Зерновое сырье Крахмал Протеины Жиры Зола в % по безводному сырью Зубовидная кукуруза 69 11,5 5,4 1,45 Зерновое сорго .... 68 10,5 3,7 1,50 Методы переработки зерен сорго на крахмалопродукты и ос- новные технологические показатели производства также близки к показателям переработки кукурузы. "Все это позволяет считать зерновое сорго полноценным сырьем для выработки крахмалопродуктов, в том числе маль- тозной патоки. Сорго сеют в районах Ставрополья и в некоторых других районах РСФСР.
ГЛАВА II ГЛАВНЫЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ СЫРЬЯ КРАХМАЛ (СбНюО5)л Крахмал является одним из самых распространенных в рас- тительном мире углеводов. Он образуется из воды и углекис- лоты в зеленых частях растений под влиянием солнечного света и является конечным продуктом синтеза углеводов. Крахмал частично используется для питания растения, боль- шая его часть откладывается в клубнях или зернах для поддер- жания жизнедеятельности молодого растения до появления у него корешков, стебля и листьев — необходимых органов, обес- печивающих ему самостоятельное питание. Крахмал представляет собой белый порошок без запаха и вкуса, состоящий из мелких кристаллов, величина и форма ко- торых характерна для крахмалов различных растений. Наиболее крупными крахмальными зернами отличается картофельный крахмал, зерна кукурузного крахмала значительно мельче, чем картофельного. Крахмальное зерно в основном состоит из амилозы (10— 20%) и амилопектина (80—90%). Амилоза растворяется в горя- чей воде, образуя опалесцирующий раствор, окрашиваемый йодом в синий цвет. Амилопектин при нагревании образует вяз- кий клейстер, окрашиваемый йодом в фиолетовый цвет. Крахмал не растворяется в холодной воде. В теплой воде крахмал набухает, при нагревании с водой крахмал клейсте- ризуется, температура клейстеризации крахмала (т. е. темпера- тура, при которой клейстер имеет наибольшую вязкость) различ- на для отдельных его видов. По данным Линтнера, различные виды крахмала клейстери- зуются при следующих температурах: Крахмал Температура клейстсриза- ции в 0 Картофельный ................................... 65 Кукурузный...................................... 75 Ячменный........................................ 80 Пшеничный....................................... 80 Ржаной .................•...................... 80 Рисовый . •................................... 80 Солодовый (сухого солода)....................... 80 Приведенные данные указывают конечные температуры клей- стеризации. Фактически клейстеризация крупнозернистой части крахмала проходит при более низких температурах. Так, боль- шая часть картофельного крахмала клейстеризуется при 55°, кукурузного — при 65° и т. д. Относительно высока темпера- тура для набухания мелких и мельчайших зерен крахмала. 22
Крахмальный клейстер представляет собой густую, вязкую, малоподвижную массу, имеющую коллоидную структуру’. Осо- бенно вязкий клейстер получается при высокой концентрации на- чального крахмального молока. Крахмальный клейстер при температуре 140° разжижается. Крахмал становится растворимым. Однако такой раствор несто- ек; уже через 1—2 часа, особенно при охлаждении, из раствора выпадает крахмал, который в дальнейшем теряет свойство рас- творяться подобно исходному крахмалу, что создает большие трудности в процессе гидролиза. Клейстеризация и дальнейшее разрушение крупных крах- мальных зерен под влиянием высоких температур происходит быстрее, чем мелких зерен. Крахмал растворяется в щелочах и кислотах. Под действием квасцов, хлористого кальция, магниевых и некоторых других солей крахмал модифицируется, приобретая растворимую форму. Под действием амилазы солода крахмал расщепляется на мальтозу и декстрины. РАСТВОРИМЫЕ УГЛЕВОДЫ В используемых в производстве ферментативной патоки раз- личных видах сырья наряду с крахмалом содержатся раствори- мые углеводы — такие, как декстрины, сахароза, мальтоза, глю- коза, фруктоза. Все эти углеводы в виде водных растворов попадают в на- чальные сиропы и готовую продукцию. Декстрины представляют собой продукты неполного оса- харивания крахмала амилолитическими энзимами или мине- ральными кислотами. В зависимости от степени гидролиза дек- стрины окрашиваются йодом в различные цвета от синего и фиолетового до красного и желтого. Конечные декстрины йодом не окрашиваются. Сахароза (С12Н22О11) — дисахарид, получаемый из са- харного тростника и сахарной свеклы, кристаллический сахар, легко растворяется в холодной и особенно легко в горячей воде. Под действием кислот сахароза гидролизуется и расщепляется на простейшие сахара —глюкозу и фруктозу. Сахароза враща- ет плоскость поляризации вправо на угол 66,5°. Мальтоза — солодовый сахар (С12Н22О11) — является ко- нечным продуктом ферментативного осахаривания крахмала и представляет собой кристаллический белый сахар, сладость ко- торого ниже сладости сахарозы. Под действием кислот мальтоза гидролизуется, распадаясь на две молекулы глюкозы. Мальто- за вращает плоскость поляризации вправо на угол 136°. 1 Увеличение вязкости клейстера происходит за счет амилопектина, кото- рый сильно набухает, но не растворяется; амнлаза переходит в раствор. 23
Глюкоза (CeHizOe) — виноградный сахар или декстроза, является простейшим сахаром (моносахарид), который содер- жится в винограде и многих фруктах, придавая им приятный сладкий вкус. Особенно много глюкозы в пчелином меде. Глюкоза является продуктом конечного распада крахмала под действием кислот и ферментов, содержащихся в солоде (мальтаза), и некоторых видов плесневых грибков. Эти фер- менты отличаются также свойством расщеплять дисахарид мальтозу на две частицы глюкозы. Глюкоза вращает плоскость поляризации вправо на угол 52,5°. Фруктоза (СвН^Об) — кристаллический сахар, содержа- щийся в различных плодах и фруктах. Сладость фруктозы вы- ше, чем сахарозы. Фруктоза является простейшим сахаром (мо- носахаридом), вращает плоскость поляризации влево на угол —93°. Остальные сложные сахара, содержащиеся в сырье, сущест- венного значения в производстве мальтозной патоки не имеют. БЕЛКОВЫЕ ВЕЩЕСТВА В производстве мальтозной патоки наличие белковых ве- ществ и продуктов их распада под действием ферментов час- тично отражается на ходе технологических процессов. В отличие от спиртового производства, в котором белки нужны для питания дрожжей в бродильном процессе, в паточ- ном производстве белки чаще всего являются помехой на от- дельных технологических станциях, ухудшая к тому же качество готовой продукции. В большинстве случаев технологический процесс производ- ства ферментативных паток ведется с расчетом получения конеч- ных продуктов с возможно меньшим содержанием белков и продуктов их распада, причем белковые вещества, содержащие- ся в патоке, должны иметь прочно растворимую форму, не вы- падая в осадок при длительном хранении продукции. Белок является важнейшей жизненнонеобходимой частью живой растительной клетки и в основном состоит из углерода, водорода, азота, кислорода и серы. В отдельных случаях в со- став белка входит фосфор. Содержание азота колеблется от 15 до 16%, что позволяет по азоту определять количественное со- держание белка, которое вычисляется умножением показателя по содержанию азота на 6,25. Теплотворная способность белка равна 5358—5916 кал. Все белки оптически активны, вращая плоскость поляризации влево. На основании физико-химических свойств белки делятся на простые и сложные. В состав первых входят аминокислоты, ко- торые относительно прочно удерживаются в водных растворах. Отличительной особенностью сложных белков (протеидов) 24
является свойство их при гидролизе давать новые сложные сое- динения, а также то, что в их состав входят небелковые соеди- нения. Белки, находящиеся в растворе, при нагревании свертыва- ются и выпадают из раствора (коагулируют). Коагулированный белок при охлаждении теряет свойство растворяться в воде. Обычно коагуляция белков происходит при температуре раство- ра 60° и выше. В отдельных случаях интенсивная коагуляция белков проис- ходит при определенных концентрациях раствора. Так, при сгу- щении ферментативных мальтозных сиропов, изготовляемых из пшеничной муки, при плотности сиропа 33°Бр ,и активной кислот- ности, соответствующей значению pH 5, начинается очень ин- тенсивное выпадение хлопьевидных белков. В кукурузном зерне содержатся белки трех видов: зеин, гло- булин и глютелин. Белковый состав кукурузы сорта Стерлинг приводится в табл. 5. Таблица 5 Наименование белка Содержание белко- вых веществ в % Отношение ко всем белковым веществам ' зерна в % Зеин 4,21 40 Глобулин . 1,99 19 Глютелин 3,25 31 Белок, нерастворимый в 0,2%-ной щелочи 1,05 10 10,50 100 Подавляющая часть перечисленных белков с возможно мень- шими потерями должна быть использована в мальтозном жмы- хе, являющемся белковым концентрированным кормом. ФЕРМЕНТЫ СОЛОДА Ферменты, или энзимы, — это органические вещества, ак- тивизирующие и ускоряющие биохимические процессы и ре- акции. Подобно химическим катализаторам, энзимы не принимают непосредственного участия в происходящих процессах расщеп- ления сложных веществ и поэтому не расходуются на эти про- цессы. Это свойство позволяет проводить энзиматические процес- сы в больших массах гидролизуемых материалов с. относительно небольшим количеством ферментов, причем по. окончании про- 25
цессов при соблюдении температурного режима, не подавляю- щего активность энзимов, последние сохраняют свои свойства расщепления высокомолекулярных веществ. В настоящее время установлено, что в состав каждого фер- мента входит белок, что и определяет его каталитическое дейст- вие три соблюдении особого температурного режима. Действие каждого фермента строго ограничено и специфично. Так, амилолитические ферменты расщепляют крахмал, протео- литические ферменты, белки и т. д. Активность фермента тесно связана с определенным опти- мальным для него температурным режимом, активной кислот- ностью, концентрацией и химическим составом среды. Ферменты, находящиеся в водном растворе, теряют свою ак- тивность при нагревании до температуры, значительно превы- шающей оптимальную. При 85° большинство ферментов разру- шается. Присутствие сахаров и некоторых солей в растворах защи- щает ферменты от разрушения и сохраняет их активность даже при высоких температурах (80—85°). Осажденные и высушенные ферменты отличаются стойкостью и без ущерба для своей активности переносят температуру 130° и даже выше. Из большого числа ферментов, содержащихся в солоде, для технологии ферментативной патоки особое значение имеют ами- лолитические и протеолитические, а также энзимы, расщепляю- щие гемицеллюлозу и фосфорные соединения. Накопление энзима а-амилазы начинается только в про- растающем зерне. До начала роста этот энзим в зерне отсут- ствует. Первая стадия действия а-амилазы — это разжижение крахмального клейстера. Далее крахмал под действием энзима растворяется, расщепляясь до декстринов. В соответствии с ука- занными функциями а-амилазу относят к декстринообразующим энзимам, подготовляющим крахмал к более глубоким процессам расщепления. Активная кислотность среды, оптимальная для действия а-амилазы, определяется значением pH 5,7 при температуре в пределах 60—70°. р-Амилаза — сахарообразующий энзим, расщепляет раз- жиженный крахмальный клейстер и декстрины до мальтозы. Оптимальная активная кислотность среды для ф-амилазы соответствует pH 4,8. Температурный режим, оптимальный для действия р-амилазы, зависит от содержания в среде сахаров (мальтозы), являющих- ся для этого фермента защитными от высоких температур. Наиболее активна р-амилаза при температуре 60—65°. Такой температурный режим осахаривания наиболее приемлем в за- водской практике, так как предотвращает развитие в заторе 26
нежелательной микрофлоры. В отличие от а-амилазы р-амилаза при температуре 70° инактивируется. Цитаза отличается свойством расщеплять гемицеллюлозу, входящую в состав стенок клеток различных веществ, образую- щих эндосперм. В результате этого нарушается строение указан- ных частей зерна и ферменты, накопляющиеся в растущем зер- не, получают возможность проникать непосредственно в клет- ки крахмала, белка и других веществ, необходимых для жизне- деятельности растения, так как только простейшие продукты эн- зиматического распада в растворенном виде используются рост- ком для питания. Оптимальная активная кислотность среды для действия ци- тазы соответствует значению pH 5 при температуре 45—50°. К протеолитической группе энзимов, расщепляющих белки до растворимых форм ряда аминокислот, относится п е п т а з а. Оптимальная температура действия пептазы 50—52°. При 70° энзим полностью разрушается. По опытным данным, pH среды 5,5 можно считать оптимальным для пептазы. Фосфатаза расщепляет органические вещества с выделе- нием фосфорной кислоты, соли которой повышают кислотность среды. Оптимальная активная кислотность среды для действия фос- фатазы соответствует pH 5,5 при температуре 50°. Мальтаза содержится в солоде, изготовляемом из проса и семян сорго. Мальтаза расщепляет мальтозу на две молекулы 1ЛЮК03Ы. Указанные свойства этого фермента используются для получения паток с высоким содержанием глюкозы. При действии фермента тирозиназы на аминокислоты, в частности на тирозин, в результате сложных окислительных про- цессов получаются интенсивно окрашенные в бурый и темный цвет меланоидины. По данным проф. А. И. Островского, ферментативные про- цессы накопления меланоидинов тесно связаны с наличием в исходных продуктах аминного азота. Одним из продуктов про- теолитического распада азотистых веществ является тирозин — основной объект для действия тирозиназы, без которого на- копление меланоидинов не наблюдается, даже при наличии ти- розиназы. Проф. В. С. Грюнер считает, что меланоидины оказывают большое влияние, на свойства сахаристых веществ при их дли- тельной термической обработке. Они вызывают потемнение про- дукции, повышают гигроскопичность и придают ей специфиче- ский и часто неприятный запах. По данным В. Л. Кретовича, в результате конденсации реду- цирующих сахаров с аминокислотами в процессе разваривания сырья и гидролиза образуются темноокрашенные меланоидины. Не влияя отрицательно на амилолитическую активность энзимов, 27
меланоидины увеличивают потери сахаров и ухудшают качество продукции. Скорость накопления меланоидинов пропорциональна кон- центрации редуцирующих сахаров и аминокислот. В связи с этим, по данным Забродского, для снижения Содержания в зато- ре меланоидинов следует уменьшить концентрацию разводки пу- тем разбавления ее водой. Методы устранения ухудшающего влияния меланоидинов на качество мальтозной патоки еще недостаточно изучены. ЭНЗИМЫ ПЛЕСНЕВЫХ ГРИБКОВ В Советском Союзе и за рубежом в ряде отраслей пищевой промышленности используются ферменты, образующиеся в ре- зультате жизнедеятельности некоторых видов плесневых гриб- ков — аспергиллюс сризе, аспергиллюс нигер и пр. В энзиматическом комплексе этих грибков особое значение имеет группа амилолитических и протеолитических ферментов, которые по своей активности значительно превосходят ферменты солода. Применение плесневых грибков в пивоваренной и спиртовой промышленности дает положительные результаты . ГЛАВА III ПРОИЗВОДСТВО СОЛОДА Роль солода в процессе производства мальтозной патоки весьма значительна. Солод содержит ряд ферментов, являющих- ся катализаторами при гидролизе крахмала и белков, содержа- щихся в сырье. Однако солод является не только носителем необходимых ферментов, он содержит также много крахмала. Последний, подготовленный ферментами в процессе проращивания зерна, быстро вступает в реакцию гидролиза. Этим применение солода выгодно отличается от методов гидролиза с помощью некоторых химических катализаторов, которые, сыграв свою роль, выво- дятся из производства в виде отходов. Примером этого могут служить минеральные кислоты, в частности серная кислота, применяемая в паточном производ- стве. По окончании гидролиза свободная кислота, содержащая- ся в гидролизатах, нейтрализуется мелом. Затем она выводится из производства в виде гипса, с которым обычно теряется часть сухих веществ патоки. При гидролизе с помощью соляной кисло- ты сиропы обогащаются поваренной солью, оставшейся в рас- 28
творе после нейтрализации соляной кислоты содой. Повышение зольности патоки путем обогащения ее поваренной солью, при- дающей солоноватый привкус этой продукции, является неиз- бежным признаком гидролиза с применением соляной кислоты. Продолжительность и полнота ферментативного гидролиза, а также расход солода, необходимого для расщепления крах- мала, в основном зависят от диастатической активности солода. От активности солода зависят также производительность обо- рудования, выход и качество готовой продукции. Солод представляет собой зерна злаковых культур, проращи- ваемых в особых условиях, благоприятствующих максимальному накоплению в них необходимых ферментов при минимальных потерях крахмала и других сухих веществ сырья. В производ- стве мальтозной патоки применяется зеленый солод влажностью 42—45% 'С зародышевым листком ,и корешками и сухой солод. Последний высушивается в условиях, обеспечивающих макси- мальную сохранность ферментативной активности солода. Влаж- ность сухого солода не превышает 6—8%. Зерна сухого солода очищаются от корешков и зародышевых листков. Наиболее приемлемым сырьем для получения качественного солода в производстве мальтозной патоки является ячмень. Это сырье содержит много крахмала, который, как было выше ука- зано, эффективно используется в мальтозном производстве. Плот- ная оболочка ячменного зерна служит надежной защитой от механических повреждений и позволяет зерну относительно долго сохранять влагу, необходимую ему для нормального раз- вития. Ячменный солод отличается высокой диастатической актив- ностью, а также способствует нормальному течению основных технологических процессов (гидролиз, фильтрация затора, сгу- щение сиропов) и получению патоки хорошего качества. Ячмень, применяющийся для производства солода, должен иметь хорошую прорастаемость (92—96%). Производство солода состоит из следующих операций: 1) очистка и сортировка ячменя; 2) замочка зерна до определенной влажности; 3) проращивание зерна в определенных условиях; 4} высушивание зеленого солода; 5) отделение ростков. ОЧИСТКА И СОРТИРОВКА ЗЕРНА Очистка ячменя заключается в отделении от него посторон- них примесей: соломы, комочков грязи, зерен других злаков и семян сорных трав, песка, мякины, битых зерен и пр. Примеси создают условия для появления плесени и вредной микрофлоры в проращиваемом зерне. 29
Первая операция очистки зерна производится на сепараторах или веялках. В сепараторе отделяются легкие и грубые примеси. Рабочими частями сепаратора являются распределительный шнек, вентилятор и сотрясательные сита. Поступающее в приемную коробку зерно шнеком равномер- но распределяется по всей ширине рабочей части сепаратора. Подача зерна на шнек регулируется задвижкой. Из приемной коробки зерно поступает тонкой струей в ситовой короб и од- новременно продувается сильной струей воздуха, засасываемого вентилятором. Пыль и легкие примеси уносятся воздухом и осе- дают на дно аспирационного короба, а зерно попадает на пер- вое приемное сито (грохот), имеющее отверстия диаметром 10—12 мм. На грохоте задерживаются грубые примеси (камни, кусочки земли и пр.), а остальная часть зерна поступает на вто- рое сито с отверстиями 4—5 мм, на котором отделяется более мелкая примесь. Со второго сита .черно проходом попадает на третье сито с диаметром отверстий 1,5 мм. На этом сите отделяются прохо- дом мелкие частицы (песок, земля, мелкая зерновая примесь), а очищенное зерно сходом попадает в короб, по которому пода- ется далее на триер. При сходе зерна с третьего сита в короб оно вторично продувается воздухом, засасываемым вентилято- ром. Отделение посторонней примеси, имеющей шаровидную фор- му, например куколь или половинки зерен, производится на триере (рис. 7). Триер представляет собой металлический цилиндр, располо- женный несколько наклонно и вращающийся со скоростью 17 об/мин.; на внутренней поверхности цилиндра расположены карманообразные ячейки. В нижней половине вращающегося цилиндра имеется про- дольный желоб со шнеком. При вращении цилиндра примесь зерна, имеющая шаровидную форму, захватывается ячейками цилиндра, поднимается вверх, ссыпается в желоб, а оттуда уда- ляется шнеком. Имеющиеся внутри цилиндра скребки, смонтированные на шарнирах, отбирают зерна ячменя, выступающие из ячеек ци- линдра. В мальтозном производстве применяется тихоходный триер производительностью до 500 кг ямченя в час. Обыкновенные триеры часто совмещаются в одном агрегате с сортировочными ситами. В этом случае цилиндрические сорти- ровочные сита имеют диаметр больше диаметра цилиндра трие- ра и крепятся к поверхности барабана триера. Триер с сортиро- вочными ситами отделяет куколь и битые зерна и сортирует ячмень. Обрабатываемое зерно проходит сначала по внутреннему триерному цилиндру, затем попадает в кольцевое пространство 30
между триерным и сортировочным цилиндрами. Зерно, переме- щаясь по сетчатому цилиндру в обратном направлении благо- даря винтовой поверхности, сортируется на два сорта по тол- щине зерен. Рис. 7. Триер для очистки ячменя. Для сортировки зерна применяются и раздельные сортиро- вочные машины. В условиях мальтозных заводов с учетом не- больших мощностей солодовен, в целях экономного использова- ния площадей производственных помещений, комбинированная триер — сортировочная машина является наиболее приемлемой для подготовки ячменя. Сортировочные сита устанавливаются с шириной отверстий 2 и 2,2 мм. Сортировка зерна необходима для равномерного замачива- ния и проращивания ячменя. 31
ЗАМАЧИВАНИЕ ЗЕРНА Зерно с нормальной влажностью представляет собой живой организм в состоянии глубокого покоя. Все жизненные процес- сы сведены в нем до минимума, в том числе и дыхание. В ячмене, хранящемся в нормальных условиях, содержание воды составляет 12—14%. Это количество так называемой кон- ституционной воды достаточно лишь для сохранения жизнеспо- собности зерна. Для процесса проращивания, образования клеток и тканей зародышу зерна должны доставляться растворимые питатель- ные вещества, которые могут передаваться из клетки в клетку. В зародыше зерна содержится ограниченное количество рас- творимых веществ. Основная часть питательных веществ нахо- дится в мучнистом теле зерна. Эти вещества становятся рас- творимыми в воде и способны к диффузии только после воздей- ствия на них ферментов. Растворение питательных веществ эндосперма и накопление в зерне ферментов происходит только в присутствии вегета- ционной воды. Поэтому, чтобы пробудить к жизни зерно, заставить его про- растать, необходимо повысить в нем содержание влаги. Для нор- мального прорастания зерна влажность его должна составлять 43—45%. При указанной влажности ферменты зерна получают воз- можность проникать во все части зерна, расщеплять углеводы, белки и другие вещества и транспортировать продукты распа- да к зародышу зерна для его питания. Однако содержание влаги в прорастающем зерне не должно превышать определенных норм, соответствующих влажности зерна в период начала его роста в естественных условиях. Насыщение зерна влагой почвы регулируется рядом слож- ных естественных процессов, которых нет при искусственной за- мочке зерна. При замочке возможны случаи увлажнения зерна в большей степени чем необходимо; это приводит к серьезным нарушениям дальнейших биохимических процессов. Перемочен- ное зерно теряет всхожесть, оболочка зерна — свою полупрони- цаемость и пр. Все это ведет к нарушению важных процессов нормального развития зародыша. Недостаточное насыщение зерна влагой также отрицательно сказывается на его развитии. В этом случае имеет место недостаточная активность энзимов и недостаток воды для перевода в раствор продуктов распада основных питательных веществ. Жизнедеятельность зерна начинается непосредственно в про- цессе его замочки; зерно начинает дышать, используя кислород воды и воздуха. Кислорода, содержащегося в воде, недостаточно для нор- мального дыхания зерна на протяжении всего замачивания. В период замочки поглощение зерном кислорода воды происходит 32
весьма интенсивно. Уже через 1,5—2 часа после замочки зерно поглощает весь запас кислорода, находящегося в воде. В связи с этим быстрая убыль кислорода должна пополняться. При не- достатке кислорода зерно дышит за счет собственных резервов, сокращая свой запас питательных веществ. В результате этого увеличиваются потери сухих веществ зерна, оно прорастает вя- ло, качество солода ухудшается. Во время замочки зерно не должно испытывать кислород- ного голода. Накопление в замочной воде углекислоты, выделяемой зер- ном в процессе дыхания, также вредно отражается на нормаль- ном развитии растения. В продолжение процесса замочки зерно должно получать достаточно кислорода, а углекислота регу- лярно отводиться. По этим причинам необходима частая смена замочной воды или дополнительное насыщение ее кислородом. Продолжительность замачивания зерна в основном зависит от температуры воды, величины зерна и от методов замочки. Главным фактором, влияющим на скорость замачивания зер- на, является температура воды, применяемой для замочки. Ско- рость впитывания воды и набухания зерна возрастает с повы- шением температуры воды. В воде с температурой 20° по срав- нению с водой, имеющей температуру 10°, одинаковая степень замачивания зерна достигается примерно в 2 раза быстрее. На равномерность замачивания влияет величина зерна. Мел- кие зерна при одном и том же времени замачивания содержат влаги на 1—2% больше, чем крупные зерна. Равномерность за- мачивания зерна влияет на нормальное проращивание солода. В процессе замачивания, кроме увеличения влагосодержания, преследуется также цель промывки и дезинфекции зерна. На поверхности зерна почти всегда имеется микрофлора, ко- торая в процессе замочки и особенно при проращивании разви- вается и отрицательно влияет на последующие технологические процессы. Нежелательным, мертвым балластом в зерне может оказать- ся минеральная примесь, щуплые зерна, солома и пр. Частичное устранение микрофлоры и отделение посторонних примесей достигается тщательной промывкой зерна и обработ- кой его дезинфицирующими веществами, главным образом из- вестковой водой или хлорной известью. Режим замочки зерна и оборудование замочных чанов долж- ны обеспечить соблюдение перечисленных условий нормального замачивания зерна. Замочное отделение обычно располагается в непосредствен- ной близости от растильных токов с целью рациональной транс- портировки замоченного зерна. На многих заводах замочные чаны установлены на втором этаже, что обеспечивает подачу из них зерна самотеком непо- 3 Зак. 937 33
средственно на растильный ток или в (пневматические соло- довни. Существующая конструкция типового замочного чана обес- печивает тщательную промывку зерна, поступающего на за- мочку, отделение легких примесей в специально приспособлен- ных для этого ловушках, насыщение замочной воды кислородом воздуха, т. е. проведение наиболее рациональных методов за- мачивания зерна. Рис. 8. Чаны для замачивания ячменя. Замочный чан (рис. 8) представляет собой стальной цилиндр с коническим дном, приваренным к цилиндрической части под углом 45°. В нижней конической части чана размещен стальной барбо- тер, через который подается в чан сжатый воздух для насыще- ния замочной воды и лучшей отмывки зерна. В верхней ци- линдрической части чана имеется прорезь с ловушкой, которая, пропуская промывные воды, задерживает легкие примеси — сплав, остающийся на сетчатом дне ловушки. Вода подведена к верхней цилиндрической части чана и к нижней части конусного дна. Из этой же части днища через спускной кран отводится промывная вода. Вершина конуса за- канчивается люком, через который удаляется зерно. Методы замачивания зерна Наиболее рациональными методами замачивания зерна являются воздушно-водяное замачивание и замачивание в не- прерывном токе воды и воздуха. 34
Режим воздушно-водяной замочки заключается в следую- щем: чан заполняется чистой водой до половины своей емкости, после чего в него медленно, ровной струей подается зерно. После разравнивания зерна чан заполняется водой, уровень которой должен быть выше зерна на 200—300 мм. Через 1—2 часа удаляется всплывшая примесь. Затем зерно промывается водой, подающейся через нижний кран замочного чана. Свежая вода вытесняет грязную, которая, поднимаясь до уровня про- рези, сходит через ловушку в канализацию, увлекая с собой легкую взвесь, задерживаемую ситом ловушки. Подача воды для промывки зерна длится до тех пор, пока отходящая вода не будет иметь признаков загрязнения. Промытое зерно дезинфицируется. Наиболее рациональный метод дезинфекции — это обработка зерна хлорной известью. Последняя разводится тридцатикратным количеетвом холодной воды, после чего известковая суспензия тонкой струей подается в замочный чан, в котором тщательно размешивается с таким расчетом, чтобы известью было обработано все замоченное зер- но. Расход хлорной извести составляет 300 г на 1 т зерна. Замоченное зерно оставляют с известью на 1—11,5 часа. Хлорная вода сливается через нижний кран замочного чана, после чего зерно тщательно промывается током воды, подаю- щейся через нижний кран. Отмытое зерно покрывают водой и оставляют на 4—6 часов, после чего воду спускают через нижний кран, а зерно оставляют без воды также на 4—6 часов для контакта его с воздухом. Так замочка зерна чередуется с оставлением его без воды в продол- жение всего процесса замочки. Для обеспечения кислородом зерна в процессе его замочки широко используется сжатый воздух, нагнетаемый компрессо- ром в барботеры, которыми оснащены современные замочные чаны. Сжатый воздух смешивается и частично растворяется в воде, обогащая ее кислородом. Одновременно сжатый воздух пере- мешивает зерно, что улучшает его промывку и отделение легко- го сплава. Обычно подача сжатого воздуха производится в про- должение 5 минут через каждый час. Накапливающаяся в нижней части чана углекислота во вре- мя пребывания зерна без воды сбрасывается через нижний кран, снабженный сеткой для задержания зерна. В настоящее время большое распространение получил метод замочки Булгакова — замачивание в непрерывном токе воды и воздуха. Ячмень подается в замочный чан, заполненный до половины водой, при энергичном перемешивании зерна сжатым воздухом, зерно покрывается водой и через 1—2 часа снимается сплав, вновь вытесняется грязная вода, после чего производится дезин- фекция зерна описанным выше методом. После дезинфекции в 3* 35
чан непрерывным током подается вода и сжатый воздух, что осуществляется путем подвода воды к воздушному барботеру замочного чана. Подача воды и воздуха регулируется с таким расчетом, чтобы вода ровным током вытекала из чана через про- резь в ловушку. Такое замачивание длится около 40 часов при температуре замочной воды 15°. Прорастание зерна при этом способе идет быстрее, чем при других методах замочки. В зимнее время при сильных морозах и низкой температуре воды замочка может вестись на подогретой воде для ускорения набухания зерна. Теплая замочка ведется при соблюдении еле дующего режима: промывка и дезинфекция ячменя при темпе- ратуре 30°, последующие выдержки зерна с водой при темпе- ратуре 20°. При ведении теплой замочки должно быть учтено, что, на- чиная с температуры замочки 30°, возможно развитие вредной микрофлоры, а при температуре 60—65° зерно теряет всхожесть. Окончание замочки определяется насыщением зерна влагой до 42—45%. Повышенная влажность зерна, как указывалось вы- ше, ухудшает процессы солодоращения. Перемоченное зерно час- тично теряет всхожесть, а в процессе ращения перегревается, теряя сухие вещества в результате интенсивного дыхания, быст- ро покрывается плесенью — солод получается плохого качества. Окончание замочки обычно устанавливается опытным путем. Набухшее зерно разрезается острым ножом на 2 части в попе- речном сечении. Хорошо набухшее зерно должно иметь в сере- дине эндосперма незамоченную часть величиной с булавочную головку. При продольном сдавливании зерна большим и указатель- ным пальцами не должен ощущаться сильный укол. При поперечном надавливании тупым ножом зерно легко делится на две части, при этом отделяется оболочка зерна. Слишком легко раздавливаемое зерно, приобретающее при этом консистенцию кашки, указывает на его перемочку. Меньшие по размеру зерна быстрее поглощают влагу, чем крупные зерна, и быстрее набухают. Поэтому замочка мелких и крупных зерен должна вестись раздельно. Замочка несорти- рованного зерна должна заканчиваться после набухания мел- ких зерен. Нормально набухший ячмень увеличивается в весе в 1,4 ра- за и в объеме в 1,5 раза. Несмотря на относительно низкую диастатическую актив- ность просяного солода, последний представляет интерес в про- изводстве ферментативных паток в связи с наличием в нем фер- мента мальтазы, расщепляющего мальтозу на две молекулы глюкозы. Применение просяного солода позволяет получать си- ропы с высоким содержанием глюкозы. 35
Твердая оболочка проса замедляет проникновение влаги в эндосперм, что увеличивает продолжительность набухания про- сяного зерна до 3—4 суток. В процессе замочки из зерен выщелачивается часть содер- жащихся в них растворимых веществ, которые теряются с за- мочной водой. Имеются также потери углеводов, затрачиваемых зерном на дыхание. Общие безвозвратные потери сухих веществ в процессе за- мочки составляют до 0,5% от сухих веществ зерна; потери со сплавом легких примесей в среднем доходят до 1 % (эксплуата- ционные данные мальтозных заводов). Потребная емкость замочных чанов на 1 т мальтозной пато- ки 1,1 м3; расход воды на замочку 0,8 м3. РАЩЕНИЕ ЗЕРНА Целью проращивания зерна является получение солода вы- сокой диастатической активности, незначительно зараженного микрофлорой, при минимальных потерях сухих веществ зерна. Оптимальной температурой проращивания зерна следует счи- тать 15—18°. При температуре ниже 3° жизнедеятельность зерна прекращается, свыше 30—35°—ухудшаются условия нормаль- ного роста. В период роста растение интенсивно дышит, выделяя тепло: CgHiaOgЧ-6О2 —> бСОгН-ОНаО ->- 674 ккал. iB результате окислительных процессов дыхания образуется углекислота, которая угнетающе действует на нормальное тече- ние физиологических процессов растущего зерна. Перечисленные условия роста зерна должны быть учтены при искусственном его проращивании. Первоначальное согревание зерна производится непосредст- венно в замочном чане, в котором на некоторое время остав- ляют набухшее зерно. Если емкость и производительность замочных чанов не по- зволяют использовать их для самосогревания зерна, эта опера- ция производится на току, на котором набухшее зерно остав- ляют в куче до появления признаков самосогревания. В дальнейшем перелопачиванием зерна регулируется его тем- пература во время ращения. При недомочке зерна или быстром испарении воды влаж- ность растущего зерна на току поддерживается на уровне 42— 45% путем опрыскивания его водой в первые 4—5 дней ращения при первом же появлении признаков снижения влажности зерна. Доставка зерну кислорода для окислительных процессов производится путем перелопачивания зерна для лучшего сопри- косновения его с воздухом. Таковы условия выращивания солода на току. 37
Токовая солодовня обычно устраивается в хорошо изолиро- ванном здании, имеющем капитальные стены и хорошо изолиро- ванный потолок. Эти условия позволяют сохранять в солодовне постоянную температуру в продолжение большей части года. Со- лодовня оборудуется вентиляционными устройствами для регу- лярной смены воздуха. Сквозняки в солодовне не допускаются, так как они способствуют потере влаги растущим зерном. Вы- сота солодовни обычно не превышает 3 м. Рис. 9. Развитие растущего зерна по дням (наружные признаки). Цементные тщательно железненные тока с ровной поверх- ностью и небольшим уклоном к общей канавке, ведущей в ка- нализацию, обеспечивают нормальное течение процесса соло- доращения. На таких токах излишняя влага не задерживается и стекает по канавке в канализацию. Вентиляция токовой солодовни осуществляется подачей чис- того воздуха и отводом теплого воздуха в верхней части соло- довни; отвод углекислоты производится вытяжками, располо- женными в непосредственной близости от тока в нижней части помещения. Оптимальный температурный режим солодоращения дости- гается при температуре воздуха в солодовне в пределах от 8 до 15° и его относительной влажности 75—90°. В наиболее жаркие месяцы года (июнь, июль, август) про- изводство солода на токовых солодовнях сопряжено с большими трудностями. Выращивание зерна при высоких температурах по- зволяет получать солод с достаточной активностью, но при этом теряется много сухих веществ зерна, повышается кислотность солода, появляется обильная микрофлора. Солод покрывается плесенью, ухудшаются его вкусовые качества. Он сильно тем- неет, приобретая неприятный запах. Такой солод требует тща- тельной промывки и дезинфекции перед дроблением. На рис. 9 .показаны наружные признаки роста зерна по дням в период его проращивания. 38
Потери сухих веществ ячменя при восьмидневном ращении в значительной мере зависят от методов и режима его проращи- вания и колеблются в пределах 6—10%. Потребная площадь токовой солодовни при проращивании зерна определяется из расчета размещения на 1 м2 тока 25— 28 кг замоченного зерна в пересчете на ячмень товарной влаж- ности в холодное время года и 18—'20 кг в теплое время. Например, при размещении на 1 м2 тока 20 кг зерна, вось- мидневном ращении солода и удельном расходе солода (в пере- счете на воздушно сухой ячмень) на 1 т мальтозной патоки 120 кг, для мальтозного завода суточной мощностью 10 т по- требуется площадь растильного тока 120J.:10.=480 м2. 20 С учетом 10% площади, занимаемой дорожками между гря- дами, потребность в растильном токе составит 480-1,1 =528 л2. Проращивание проса — теплолюбивой зерновой культуры — производится при температуре 20—25° в грядках высотой в пер- вые дни ращения 30—40 см, в последние дни 20—25 см. В нача- ле роста, до появления глазков и 'корешков, набухшее зерно цроса огораживается деревянными щитами для удержания его в куче. В дальнейшем соблюдается обычный режим проращи- вания. При недостаточности площадей растильного тока в некото- рых 'Случаях проращивание зерна производится в деревянных ящиках, которые обычно имеют форму прямоугольника длиной 1 м, шириной 0,75 м и высотой боковых щек 0,15 м. Нижняя часть ящика обшивается стальным или оцинкованным ситом с отверстиями диаметром 1—2 мм. Ящик вмещает до 25 кг солода. Ящики с зерном размещаются в многоярусном стальном стел- лаже, устроенном таким образом, чтобы каждый ящик мог вы- двигаться, расстояние между ярусами —• 200 мм. Обычно выращивание солода с применением сетчатых ящи- ков производится с соблюдением следующего режима: первые 4 дня ращение зерна производится на току, последующие 3—4 дня — в ящиках, где растущее зерно перемешивается 2 раза в сутки. Проникновение воздуха через сито в нижний слой зерна со- здает хорошие условия для солодоращения, а использование ку- батуры помещения для размещения стеллажей повышает про- изводительность солодовни. Однако обслуживание такой систе- мы требует затраты ручного труда, что снижает рентабельность ящичного метода выращивания солода. 39
ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РАЩЕНИЕ СОЛОДА Ращение солода в токовых солодовнях связано с затратой ручного труда, с устройством больших изолированных производ- ственных зданий и площадей растильных токов, причем эксплу- атация токовых солодовен в летние месяцы весьма затрудни- тельна. В связи с этим, несмотря на хорошее качество солода, вы- ращиваемого на растильном току, в последнее время все боль- шее распространение получает пневматическое солодоращение с механизированными процессами производства, кондициониро- ванием воздуха, обеспечивающим растущее зерно влагой, и не- обходимыми условиями для соблюдения температурного режи- ма. Пневматическое солодоращение производится круглый год; это значительно повышает технико-экономическую эффектив- ность производства. Оборудование и методы пневматического солодоращения ха- рактерны тем, что зерно проращивается толстым слоем в 0,6 м и выше, который продувается очищенным, охлажденным и увлажненным воздухом. Подача кондиционированного воздуха регулируется сообразно с потребностями растущего зерна в охлаждении и влаге. Зимой при низкой температуре наружного воздуха послед- ний подогревается во избежание переохлаждения зерна, приоста- навливающего в этом случае рост. Как правило, нормальное проращивание зерна нарушается при больших перепадах температуры растущего солода и кон- диционированного воздуха, что отражается также на стабиль- ности содержания влаги в растущем зерне. Наиболее распространенным оборудованием для пневматиче- ского солодоращения являются ящики Саладена и вращающие ся барабаны. Пневматическое солодоращение в ящиках Саладена Ращение зерна производится в восьми прямоугольных ящи- ках с бетонными хорошо железненными стенками и полом. В нижней части ящиков на высоте 0,5—0,6 м на стальных балочках укладывается стальное сито, составленное из несколь- ких секций для удобства разборки и обслуживания. В нижней части передней стенки ящиков (подситовые каме- ры) имеются дроссельные задвижки для включения и отключе- ния этих камер от каналов, по которым подается под сита кон- диционированный воздух. Режим работы ящичного пневматического солодоращения заключается в следующем. Набухшее зерно из замочного чана подается на сито ящика; вода через сито уходит в канализацию; сливное устройство снабжено гидравлическим затвором, не по- 40
зволяющим кондиционированному воздуху уходить в канали- зацию. Первой операцией является продувка зерна сухим воздухом для удаления лишней влаги. Частично просушенное набухшее зерно через некоторое время согревается, что является одной из начальных стадий роста зерна. Рис. 10. Технологическая схема производства ячменного солода в пневма- тической солодовне: /—приемный бункер для ячменя; 2—нория для подачи ячменя на сепаратор; 5—сепара- тор; 4—бункер; 5*—норня для подачи ячменя на весы н триер; 6—-весы автоматические; 7—шнек для подачи ячменя и солода на склад; 8—бункера для хранения ячменя и солода; 9—шнек для подачи ячменя н солода со склада; 10—трнер; //—сортовые бун- кера; 12—шиек для подачи ячменя в замочные чаны; /<%~замочные чаны; 14—насос для замочного ячменя; 15—солодорастильные ящики с ворошителями; 16—нория для подачн зеленого солода на сушилку; 17—<?олодосушнлка; 18—бункер для горячего солода; /^—но- рия для подачи солода на росткоотбойку; 20—росткоотбойная машина; 2/»—бункер для солода; 22—бункер для ростков; 23—нория для солода. В дальнейшем температура растущего зерна и его влажность регулируются подачей кондиционированного воздуха. Переме- щение различных слоев зерна и перемешивание производится системой шнековых ворошителей, которые укреплены вертикаль- но на движущейся каретке по длине ящика (скорость ее 0,8 .и 41
в минуту). Весь цикл восьмидневного ращения солода осуще- ствляется в одном ящике. На рис. 10 и 11 показано устройство пневматической соло- довни, спроектированной проектной конторой Роспродпроект для Костромского паточного завода, на суточную производитель- ность по переработке на солод 4,7 т сортированного ячменя. Всего запроектировано 8 ящиков площадью по 18,8 м2. На- грузка равна 250 кг зерна на 1 мг площади ящика. Рис. 11. Пневматическая ящичная солодовня для производства ячменного солода: 1—замочный чан; 2—насос для замоченного ячменя; 3—солодорастильные ящики с ворошителями; 4—трясуи для подачи зеленого солода на шнек; 5— шнек; б"—нория; 7—буикер для горячего солода; 8—росткоотбойка; 9— шнек для подачи солода на склад; 10—зиорня для солода. Перемешивание растущего зерна предусмотрено с помощью шнековых ворошителей. При отсутствии шнековых ворошителей солод перелопачи- вается вручную. В отличие от механизированных ящиков, в ко- торых весь процесс ращения происходит в одном ящике, при перелопачивании зерна вручную ежесуточно солод перебрасы- вается из одного ящика в другой, рядом стоящий ящик. К кон- цу ращения готовый солод находится в крайнем ящике. При таком методе ращения с учетом увеличивающегося объ- ема прорастающего зерна емкость ящиков неодинакова и соот- ветственно возрастает по ходу процесса солодоращения. Пневматическое солодоращение в барабанах Из многих систем барабанов для пневматического ращения солода ряд преимуществ имеет конструкция барабана Галлан- да (рис. 12). Стальной цилиндр с двумя днищами, расположенный гори- зонтально на роликах, приводится в движение электромотором 42
через червячный редуктор. Барабан вращается со скоростью 1,3 оборота в час. На одной из сторон цилиндра имеется второе внутреннее дни- ще. Пространство между наружным и внутренним днищами используется для распределения кондиционированного воздуха. Рис. 12. Барабан Г.алланда для пневматического проращивания солода: /—сетчатая труба, соединенная с вентилятором; 2—всасываю- щий вентилятор; канал-воздухопровод; 4—«анал для уда- ления воздуха. В центре барабана расположена сетчатая труба, соединен- ная с вентилятором. Кондиционированный воздух вентилятором подается в междонное пространство барабана, откуда распреде- ляется по сетчатым каналам, расположенным в периферийной части цилиндра. В каналы, не покрытые зерном, прекращается подача воз- духа, что регулируется специальными заслонками. Из каналов воздух через слой зерна проникает в централь- ную трубу, откуда высасывается вентилятором. Таким образом, все растущее зерно получает достаточно вла- ги, охлаждается и перемещается благодаря вращению барабана. Режим эксплуатации барабана следующий. Набухшее зерно поступает в барабан непосредственно из замочных чанов. Из- лишняя влага удаляется из зерна неувлажненным воздухом, на- гнетаемым в барабан в продолжение 2—3 часов. 43
После самосогревания зерна регулированием подачи конди- ционированного воздуха достигается необходимый температур- ный режим ращения и сохранение влаги в зерне. Вращение барабана производится в продолжение 6—7 часов в сутки, на остальное время растущее зерно оставляется в покое. Продолжительность ращения солода в барабане такая же, «ак и .в ящиках Саладена. Существующие размеры барабанов позволяют одновремен- но выращивать от 3 до 20 г зеленого солода. Пневматическое солодоращение эффективно при строгом со- блюдении режима ращения зерна и надежности работы меха- низмов. Неисправность вентиляционного устройства или камер кон- диционирования воздуха может привести к перегреву и порче солода. Излишняя подача холодного воздуха и понижение темпера- туры растущего зерна, особенно нижних слоев, находящихся в непосредственной близости от сит, как уже было указано вы- ше, тормозит ращение зерна, нарушая нормальное течение слож- ных биохимических процессов, происходящих в этот период. Ди- астатическая активность такого солода понижается. Готовый зеленый солод должен иметь приятный запах, напо- минающий запах свежих огурцов. Наличие посторонних неприятных кислых и фруктовых за- пахов указывает на нарушение технологического режима замоч- ки и ращения зерна или недоброкачественность исходного сырья. Выход зеленого солода составляет около 150% по весу воз- душно-сухого ячменя. ДРОБЛЕНИЕ СОЛОДА Вскрытие клеток проросшего зерна облегчает извлечение ферментов, перевод их в состояние раствора и проникновение в подготовленную для осахаривания крахмальную клетку зерна. Для этой цели солод подвергается измельчению. Наиболее распространенным измельчающим аппаратом яв- ляется двухвальцовая дробилка, у которой вращающиеся валки имеют различную окружную скорость, в результате чего соло- довое зерно одновременно плющится и разрывается. Оба валка снабжены плотно прилегающими к ним скребками для удале- ния приставших частиц солода. Размеры вальцов и их производительность различны. Наибо- лее распространенной является дробилка с длиной валков 345 мм, делающих 180—200 оборотов в минуту. Производитель- ность такой дробилки 600—650 кг солода в час. Потребная мощ- ность 5 кет. Удовлетворительные результаты дробления достигаются при нормальной влажности зеленого солода (43—45%). При повы- 44
шенной влалбности вальцы замазываются тестообразной частью солодового зерна, нормальная работа дробилки нарушается. Пониженная влажность солода также служит помехой и снижает производительность дробилки. На некоторых крупных спиртовых заводах применяются дро- билки со стальными рифлеными дисками, из которых подвиж- ной диск делает 750 оборотов в минуту. Производительность такой дробилки достигает 1000 кг солода в час. Картофелетерка СТ-25, которая длительное время применяет- ся па Костромском паточномальтозном заводе для дробления зеленого солода, дает тонкое измельчение и имеет высокую про- изводительность (600—700 кг солода в час). Терка требует 'ква- лифицированного обслуживания и частой смены пилок. СУШКА СОЛОДА Применение сухого солода имеет ряд преимуществ. Сухой солод транспортабелен, долго хранится, дает возможность за- готовлять солод в запас и прекра- щать его выработку в летние ме- сяцы. Сухой ячменный солод имеет приятный букет и улучшает вку- совые качества готовой продук- ции. Лишенный корешков и заро- дышевых листков, сухой солод не обогащает азотистыми вещест- вами сахарные сиропы в такой мере, как зеленый солод. Протео- литические ферменты сухого со- лода менее активны, чем зелено- го, что имеет большое значение в производстве очищенных фермен- тативных паток, которые должны содержать минимальные количе- ства азотистых веществ. Из многих типов солодовых сушилок наиболее распростране- на двухъярусная сушилка с го- ризонтальными решетками (рис. 13). Зеленый солод подается на сита второго яруса сушилки, на которых происходит начальная стадия высушивания. Под сита подается воздух, нагреваемый ка- лорифером, через который про- ходят горячие топочные газы. Топка находится в нижней части сушилки. Влажный воздух из Рис. 13. Двухъярусная сушил- ка для солода. 45
второго яруса удаляется через вытяжную трубу, расположенную в центре сводчатого потолка. Подача теплого воздуха под сетку второго яруса регулирует- ся так, чтобы его температура не превышала 40—50°. Подсушенный солод влажностью 10—12% подается через спускные люки на нижний ярус сушилки, где высушивается до конечной влажности при температуре 65—70°. Перемешивание солода на ситах во время сушки произво- дится механическими ворошителями. Влажность солода на ниж- ней решетке доводится до 6—8%. Суточная производительность двухъярусной сушилки опре- деляется из расчета съема 100 кг сухого солода с 1 м2 поверх- ности нижней решетки. Для сушки солода пригодны также некоторые типы крах- мальных сушилок (например, канальная сушилка). ОЧИСТКА СУХОГО СОЛОДА ОТ КОРЕШКОВ И ЗАРОДЫШЕВОГО ЛИСТКА Горький вкус и высокое содержание азотистых веществ у со- лодовых корешков ухудшает качество ферментативных паток. Очистка сухого солода от корешков и листков производится на росткоотбойке (рис. 14). Рис. tl4. Росткоогбойка для сухого солода. Горизонтальный сетчатый цилиндр длиной 2,5—3 м с отвер- стиями размером 25X1,5 мм заключен в кожух, в котором мед- ленно вращается. На валу цилиндра укреплены лопасти, по- ставленные под углом, для продвижения солода по ситовой по- 46
верхности. В результате работы лопастей и вращения барабана корешки и ростки отделяются от солода и, проваливаясь через отверстия сита, попадают в желоб, расположенный под бараба- ном. Очищенный от ростков и корешков солод высыпается из противоположной части барабана, а попавшие в желоб кореш- ки удаляются шнеком. Пыль и .посторонние примеси отсасы- ваются вентилятором, находящимся в верхней части машины. Очищенный от корешков солод хранится в сухом помещении насыпью высотой 3,5—4 м. ГЛАВА IV РАЗВАРИВАНИЕ СЫРЬЯ Технологический процесс производства мальтозной патоки заключается в осахаривании крахмала, содержащегося в куку- рузной муке и солоде, ферментами солода, отделении от сиропа взвешенных веществ, очистке мальтозного сиропа и сгущении его до плотности патоки. Производство мальтозной патоки осуществляется в настоя- щее время по схеме, приведенной на стр. 48. Кукурузная мука в разводном чане смешивается с водой до получения суспензии плотностью 20—25°Бр. После тщательного размешивания мешалкой суспензия насосом перекачивается в верхние мерники. Солод в количестве около 8—40% (в пересчете на воздуш- но сухой ячмень) по весу кукурузной муки, пошедшей на раз- водку, подвергается дроблению на вальцовой дробилке или на фермере, после чего смешивается с холодной водой до получе- ния подвижной солодовой суспензии. Небольшая часть этой суспензии (10—15%) перекачивается насосом в верхние мерни- ки. Указанная часть солода предназначается для разжижения клейстера, образующегося при нагревании кукурузной суспен- зии. Остальная часть солода перекачивается в заварные чаны. В мерниках при помешивании мешалкой кукурузная суспен- зия медленно нагревается до 75—80°. Полученный таким образом клейстер подается четырехплун- жерным или коловратным насосом в колонку лагер, в которой под действием пара давлением 3,5 атм тщательно разваривается. Разваренная масса из лагера выдувается в заварной чан, в который за 5—10 минут до пуска лагера перекачивается соло- довая суспензия. В заварном чане при соблюдении необходимого температур- ного режима под влиянием амилазы солода происходит гидро- 47
Технологическая схема производства мальтозной патоки Перекачка промоев I -----► Разводка муки I Перекачка мучной суспензии I —> Подогрев суспензии <- I Перекачка теплой суспензии Разваривание под давлением I Гидролиз <------- I Подача сладкого затора < на фильтрацию ----Фильтрация затора----- I Сгущение начального сиропа Вода Ращение солода Дробление солода . * * Приготовление солодовой сус- пензии I Перекачка соло- довой суспензии Горячая вода • Мальтоз- ный жмых Диатомит Механическая фильтра- ция густого сиропа I Уваривание чистого сиропа I Охлаждение мальтоз- ной патоки I Затаривание I Взвешивание готовой продукции лиз крахмала, содержащегося в разваренной кукурузной массе и солоде. Осахаренный затор подается насосом на фильтрпрессы для отделения содержащихся в нем взвешенных веществ. Образующаяся фильтрпрессная лепешка (мальтозный жмых) промывается горячей водой для выщелачивания содержащихся в ней сухих веществ патоки. Сладкие промой собираются в от- дельном сборнике и используются для очередной разводки ку- курузной муки. Начальный мальтозный сироп плотностью 17—20° Бр по- дается на выпарку, в которой сгущается до концентрации 50— 55° Бр. Густой сироп направляется на механическую фильтра- цию с диатомитом для отделения мути, выпадающей при его уваривании. Чистый густой сироп уваривается в вакуум-аппара- те до плотности 79,4° Бр. Из вакуум-аппарата мальтозная патока самотеком поступа- ет в холодильники, в которых охлаждается до 45—50°. 48
Готовая мальтозная патока затаривается и взвешивается. Таким образом, начальными операциями производства явля- ются разведение кукурузной муки и разваривание сырья. Изготовление кукурузной мучной суспензии производится обычно в разводных чанах с мешалками. После соответствую- щей очистки разводной чан заполняется до надлежащего уров- ня холодной водой, после чего в него задается мука. В это вре- мя включается метальный механизм. Плотность кукурузной суспензии определяется ареометром. Расход электроэнергии на разводку 3 квт-ч на тонну мальтозной патоки. Готовая суспензия насосом подается в верхние мерники. Для создания оптимальных условий энзиматического расще- пления крахмала последний должен быть соответственно к это- му подготовлен. Крахмал должен быть оклейстеризован и переведен в рас- творимое состояние. При клейстеризации нарушается целост- ность крахмальной клетки, что облегчает проникновение в нее энзимов солода и действие их на амилозу и амилопектин. Как было указано в разделе о физико-химических свойствах крахмала, большинство крахмалов клейстеризуется при темпе- ратуре 65—80°. Поэтому доведение водной суспензии крахмал- содержащего сырья до указанной температуры позволяет хоро- шо оклейстеризовать крахмал муки. Оклейстеризованное крах- мальное зерно сильно набухает, стенки клеток частично разру- шаются. Активность действия энзимов на крахмал возрастает, когда он приобретает растворимую форму. Последнее достигается раз- вариванием мучной суспензии при температуре 120—130° в ап- паратах, работающих под давлением пара. Крахмал и клетчатка сырья в процессе разваривания и раз- бухания сильно увеличиваются в объеме. Для нормального про- текания процесса суспензия должна содержать достаточное ко- личество влаги, необходимой для растворения крахмала. Обыч- но для этого достаточно трехкратного разведения водой моло- того сырья. Крупные зерна крахмала набухают быстрее мелких и при более низких температурах. Охлажденный крахмальный клейстер отличается способ- ностью приобретать такую форму модификации, которая плохо поддается ферментативному осахариванию; клейстер не должен охлаждаться и оставаться длительное время при низких тем- пературах. Процесс разваривания сырья сопровождается глубоким рас- падом белковых веществ. Климовский и Коновалов указывают, что при повышении температуры разварки до 100° растворимость белков понижает- ся; при дальнейшем повышении температуры растворимость белков увеличивается. Вначале это связано с коагуляцией и де- натурацией, а затем с пептизацией белков. При разваривании 4 Зак. 937 49
увеличивается количество растворимого азота, причем у раз- личных хлебных культур эти процессы имеют некоторые осо- бенности, например у ячменя белковый азот возрастает, а у ку- курузы он, наоборот, уменьшается. Кислотность клейстера после разваривания сырья повышает- ся. По данным Забродского, общая кислотность кукурузного клейстера при поднятии давления на 1 атм возрастает на 20%. Повышение кислотности в основном происходит в связи с пере- водом в раствор фосфорной кислоты и других фосфорсодержа- щих соединений. МЕТОДЫ РАЗВАРИВАНИЯ СЫРЬЯ Переработка муки тонкого помола позволяет вести процесс клейстеризации при относительно низких температурах. Так, клейстеризация кукурузной муки 75%-ного помола, контроли- руемого шелковым ситом № 38, на ряде мальтозных заводов производилась при температуре 75—80°. Осахаривание такого клейстера происходит с достаточной полнотой, остаток крахма- ла в отходах производства не превышает 3—5% по весу безвод- ных отходов. Однако тонкая кукурузная мука не используется для производства мальтозной патоки ввиду высокой ее стои- мости. Основное сырье, перерабатываемое мальтозными заводами,— кукурузная мука 85%-ного помола. Переработка этого сырья требует предварительного разваривания его под давлением. Специфические условия производства мальтозной патоки, связанные с необходимостью механической фильтрации осаха- ренной массы и получением слабоокрашенных сиропов с мини- мальным содержанием азотистых веществ и возможно высокой «концентрации, не позволяют применять обычные методы раз- варивания, практикуемые в смежных отраслях. Например, ис- следованиями, проведенными ЦНИИКППом, подтверждено, что разваривание зерновой кукурузы в аппарате Генце сопряжено с глубоким распадом белковых и других веществ сырья, дающим высокое содержание в разваренной массе веществ с коллоидной структурой, которые увеличивают вязкость и цветность осаха- риваемой массы. В результате резко ухудшается процесс филь- трации затора и качество мальтозных сиропов. Для разваривания кукурузной муки на ряде мальтозных за- водов применяются аппараты непрерывного действия конструк- ции проф. А. Г. Логинова (лагер). Аппарат (рис. 15 и 16) представляет собой колонку, состоя- щую из пяти отдельных секций. В каждой секции имеется один или несколько клапанов в форме конусов. Клапан своей конус- ной частью особой пружиной прижимается к трубе, через ко- торую подается кукурузная суспензия и пар. Под давлением суспензии, закачиваемой насосом, клапан несколько отодвигает- 50
ся, образуя кольцевую щель шириной 1—2 мм, из которой ку- курузная суспензия вытекает тонким слоем по конусной поверх- ности клапана. Из этого кольцевого отверстия одновременно с суспензией вырывается пар, который, смешиваясь с суспензией, хорошо ее распаривает в тонком слое на боковой стенке кла- пана. Далее клейстер продавливается через решетку, находя- Рис. 15. Установка распарннка — лагера для разварива- ния кукурузной суспензии: /—воронка; 2—рассекатель; 3~продуктовая труба 0 75 мм; 4— трехходовой кран 0 75 мм; 5—коллектор 0 100 мм; 6—молочковая труба 0 37 мм; 7—обратный клапан 0 37 мм; 8—паровой вен- тиль 0 37 мм; 3—труба нз мерника 0 50 мм. щуюся в нижней части секции, что улучшает смешивание клей- стера с паром и устраняет образование комьев. Так, разварка и смешивание клейстера с паром производится последовательно во всех пяти секциях аппарата. Подача кукурузной суспензии в аппарат производится через верхнюю секцию, имеющую сферическую крышку, в центре ко- торой смонтирован штуцер для подводки продуктовой линии. Питание аппарата паром производится от парового коллек- тора через отдельные паровые штуцера, подведенные к каждой секции. Все пять штуцеров снабжены обратными паровыми клапанами, не допускающими прорыва в паровую магистраль клейстера при понижении давления в паровой линии. 4* 51
Аппарат рассчитан на давление пара в 3,5 ати. Разварка суспензии ведется при температуре 120—130°, что обеспечивает получение ровного клейстера и растворимого крахмала. Быстро- та процесса разваривания в лагере позволяет получать клейстер без признаков карамелизации сахаров и продуктов глубокого белкового распада. Рис. 16. Разрез секции лагера. Габаритные размеры колонки 2027X267 мм, диаметр паро- вого коллектора 100 мм, продуктовой линии 37 мм, сечение вы- дувной продуктовой линии для разваренного клейстера 75 мм. Линия для клейстера заканчивается распылительной воронкой, находящейся под верхним днищем заторного чана. Кукурузная суспензия подается в аппарат четырехплунжер- ным насосом конструкции А. А. Чудинова. Насос приспособлен для подачи в аппарат лагер равномерной струей кукурузной суспензии, имеющей температуру 75—80°. Диаметр каждого из четырех цилиндров насоса равен 76 мм, ход поршня 108 мм, число оборотов коленчатого вала 100 об/мин. Расход мощности 2,6 кет, производительность 7,5 м3/час. Габаритные размеры: 720x340x650 мм. Вес 250 кг. Насос приводится в движение электромотором через редук- тор или контрпривод. Для подачи клейстера в лагер может быть также эффектив- но использован коловратный насос Белопольского машинострои- тельного завода Харьковского совнархоза (установлен на Хо- ботовском заводе). Сечение всасывающей трубы указанного на- 52
coca 3", производительность 20 Mzj4ac, напор 50 м, потребная мощность 7 кет. Насос выпускается в комплекте с электромотором и редук- тором. Аппарат лагер устанавливается в непосредственной близости от станции гидролиза и крепится обычно на стене или колон- не. Насос располагается близ аппарата и работает под зали- вом суспензией, подающейся из мерников. Для удержания посторонних примесей, находящихся в сус- пензии, устанавливается ловушка, которая представляет собой стальной параллелепипед, по диагонали которого приварена сет- ка с отверстиями диаметром 3—5 мм. Ловушка монтируется на продуктовой линии, по которой подается горячая суспензия из мерника в насос. Станция разваривания работает по следующей схеме: изго- товляемая в разводном чане мучная суспензия насосом перека- чивается в верхние мерники; сюда же подается первая порция солода для разжижения клейстера; имеющимися в мерниках паровыми змеевиками при помешивании мешалкой суспензия нагревается до 75—80°. Клейстер выдерживается в мернике 30—40 минут для более полного набухания крахмала. Перед началом перекачки клейстера колонка лагера пропа- ривается, и после удаления из нее конденсата пускается четы- рехплунжерный насос. Разваренный клейстер в смеси с паром вырывается из лагера и, проходя через воронку-распылитель, разбрызгивается в заварном чане в виде конического каскада тончайших капель. Как и во всех случаях разваривания сырья под давлением, пар проникает в мельчайшие клетки муки, создавая соответ- ствующее внутриклеточное давление. Попадая в условия атмос- ферного давления, .клетки разрушаются и освобождают набух- шие крахмальные зерна, принявшие растворимую форму, наи- более благоприятную для действия на них энзимов солода. ГЛАВА V ГИДРОЛИЗ Процесс осахаривания крахмала, содержащегося в кукуруз- ной муке и солоде, заключается в расщеплении этого крахма- ла ферментами солода с присоединением к нему молекулы во- ды По формуле: 2 C6HI0O6 + Н2О = CltHMOn. 53
Д. Н. Климовский и В. Н. Стабников следующим образом описывают схему ферментативного гидролиза крахмала: а-ами- лаза солода, разрывая связи в любом месте молекул амилозы и амилопектина, дробит их на мелкие частицы, вследствие чего сильно понижается вязкость крахмального клейстера. Освобож- денные нередуцирующие концы глюкозных цепочек атакуются Р-амилазой и образуется мальтоза. При совместном действии а- и р-амилазы амилоза полностью превращается в мальтозу через ряд постепенно уменьшающихся цепочек, представляющих собой декстрины. Осколки молекулы амилопектина, являющие- ся декстринами, со свободных концов также атакуются р-ами- лазой, образующей мальтозу, а междуузловые части разрывают- ся а-амилазой, которая может отщеплять и глюкозу. Действие а- и р-амилазы прекращается, когда остаются сое- динения цепочек, связанные с фосфорной кислотой, называемые фосфодекстринами. Эти соединения расщепляются особым фер- ментом— декстринофосфотазой с освобождением фосфорной кислоты. Освобожденные цепочки осахариваются, по всей ве- роятности, р-амилазой. Графически ферментативный гидролиз осуществляется по следующей схеме1: Крахмал 100% Амилопектин 80%- t I ^-Амилаза I | ।-----1 I а-Амилодекстрин 40% ! | а-Амилаза — I Амилоза 20% р-Амилаза------ Мальтоза 20% -"Мальтоза 40% -> Мальтоза 35% Фосфодекстрины 5% Декстриназа и амилаза 4 Сахар 5% Практически в результате ферментативного гидролиза про- исходит распад крахмала с образованием 75—80% мальтозы и 20—25% декстринов, не дающих окрашивания с йодом. Промежуточными продуктами распада являются декстрины (коллоидные вещества), отличающиеся от крахмала меньшим молекулярным весом и способностью растворяться в холодной воде. Все декстрины оптически активны. Первая группа декстринов — амилодекстрины — имеет моле- кулярный вес 10 000 и вращает плоскость поляризации на угол 1 Цифры, помещенные около названий продуктов гидролиза, обозначают процент крахмала, превратившегося в это соединение. 54
-j-195—196°. Амилодекстрины с раствором йода дают синее окрашивание. Эритродекстрины показывают угол вращения +494°, раство- ром йода окрашиваются в красно-бурый цвет. Молекулярный вес эритродекстринов 7000. Ахродекстрины имеют угол вращения +120°, с раствором йода не дают окрашивания. Молекулярный вес ахродекстринов 3700. Мальтодекстрины показывают угол вращения +'181—183,5°, с раствором йода не дают окрашивания. Восстанавливающая способность мальтодекстринов достигает 40—43% от восстанавливающей способности мальтозы. В первой стадии гидролиза крахмала вязкость декстринов уменьшается, что со- пряжено с уменьшени- ем их молекулярного веса. Рядом исследова- ний установлено, что при гидролизе крахма- ла под действием а- и Р-амилазы основная часть крахмала осаха- ривается в очень корот- кие (промежутки вре- мени, в то время как некоторая часть крах- мала расщепляется Длительность осахаривания в минутах Разварка при атмосферном давлении Разваривание в лагере Рис. 17. Кривая энзиматического осахаривания крахмала. медленно. Анализ данных диаграммы (рис. 17) указывает на интенсив- ность процесса в начале гидролиза, когда за первые 30 минут в заторе накапливается 86,4% продуктов расщепления крахмала, за 40 минут 90,4%, после чего интенсивность осахаривания рез- ко падает. Еще энергичнее происходит гидролиз растворимого крахма- ла после разваривания сырья под давлением. Длительность осахаривания части крахмала сырья можно объяснить трудностью расщепления мелкозернистого крахмала, имеющегося в сырье, а также недостаточной полнотой осахари- вания крахмала, содержащегося в солоде и не подвергающегося развариванию и клейстеризации. Полнота гидролиза крахмала в производстве ферментатив- ных латок имеет значение не только для выходов продукции, но и для дальнейших технологических процессов и в первую оче- редь для фильтрации заторов. Даже незначительная часть крах- мала или крахмального клейстера, остающегося в заторе неоса- 55
харенныэд, резко снижает скорость и полноту фильтрации зато- ров. Как указывалось в разделе о свойствах амилолитических и протеолитических ферментов, оптимальные действия их как ка- тализаторов связаны с температурными условиями, кислот- ностью, концентрацией и содержанием сахаров, являющихся за- щитными при повышенных температурах в процессе гидролиза. Однако даже наиболее стойкий фермент а-амилаза при темпе- ратурах выше 75—80° теряет свою активность, что, по-видимо- му, объясняется свойством энзимов, как белковых веществ, при определенном температурном режиме коагулировать и резко ме- нять свои физико-химические свойства. В данном случае большое значение имеет продолжительность пребывания фермента под действием высоких температур. При кратковременности горячих процессов активность амилазы со- храняется. Это свойство позволяет с помощью амилазы разжи жать горячий крахмальный клейстер с последующей его расхо- лодкой для создания оптимальных условий действия р-амилазы. Наибольшая активность а- и р-амилазы проявляется при оп- тимальных для них температурах и активной кислотности сре- ды; оптимальная температура для энзиматических процессов разжижения крахмала находится в пределах 60—70°, для оса- харивания—55—60°. Как отмечалось выше, активная кислотность затора обуслов- ливается кислотностью исходного сырья и солода, химическим составом воды, применяющейся в производстве, содержанием фосфорной кислоты, образующейся в результате расщепления энзимом фосфатазой фосфорных соединений сырья, а также про- дуктами конечного распада белков — аминокислот, образующих- ся в результате действия протеолитических ферментов. Активная кислотность затора может регулироваться прибав- лением различных кислот и солей. Так, при пониженной кислот- ности затора можно рекомендовать подкисление его минераль- ными или органическими кислотами (серная, соляная, уксусная, молочная и др.), а также кислыми фосфатами или в отдельных случаях нейтральной солью CaSO4. При повышенной активной кислотности в затор даются карбонат и бикарбонат кальция. Повышение общей (титруемой) кислотности резко понижает активность амилазы. Обычно высокая кислотность затора явля- ется следствием повышенной кислотности сырья и появления молочнокислого или маслянокислого брожения или вредной мик- рофлоры. Нормальная титруемая кислотность затора из кукурузной муки характеризуется расходом 0,75 мл 0,1 N раствора едкого натра на 20 мл затора. Повышенная кислотность нейтрализуется гашеной известью, после чего осахариваемая масса стерилизуется кипячением в 56
продолжение 30 минут. В охлажденную массу дается новая пор- ция солода. Угнетающе действует на амилазу также щелочная среда: при щелочности, соответствующей значению pH 8, активность амилолитических ферментов угасает. Концентрация затора и содержание в нем достаточного ко- личества влаги также отражаются на энзиматическом процессе. Осахариваемая масса должна отличаться подвижностью, а со- держание воды в ней—обеспечивать растворение ферментов и проникновение их в крахмальное зерно. Оптимальная концент- рация затора из кукурузной муки определяется содержанием в нем 20—25% сухих веществ. При более высоких концентрациях соотношение в осахарен- ном заторе между редуцирующими сахарами и декстринами из- меняется в сторону повышения декстринной фракции. Перечисленные особенности энзиматического гидролиза по- зволяют организовать процесс осахаривания с учетом оптималь- ных условий действия отдельных ферментов и получения гидро- лизатов заданных кондиций. Так, гидролизаты с высоким со- держанием декстринов получаются при торможении активности р-амилазы и создании оптимальных условий катализа с по- мощью а-амилазы при температуре затора 65—70°. Обогащение гидролизатов редуцирующими сахарами достигается активиза- цией р-амилазы при температуре 60—65°. Повышение содержания в гидролизатах белковых веществ Происходит при температуре затора 45—55°, оптимальной для активности пептазы. При 52° происходит нарастание кислотности за счет расщеп- ления фосфотазой органических соединений с выделением фос- форной кислоты. ГИДРОЛИЗ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ Процесс осахаривания на паточных заводах протекает в за- варных чанах, в которые подается разваренное сырье и солодо- вая суспензия. Устройство чана позволяет выдерживать темпе- ратурный режим затора, оптимальный для амилазы солода. Заварные чаны (рис. 18) изготовляются из сухого лафетни- ка и имеют форму усеченного конуса. Толщина клепки, идущей на изготовление чана, 100—130 мм. Верхнее и нижнее днища врезаются в боковые стенки чана, что обеспечивает надежное крепление и прочность конструкции. В нижней половине чана монтируется глухой паровой змее- вик, который укрепляется на боковых стенках чана. Отработан- ный пар из змеевика поступает в конденсационный горшок, от- куда в виде конденсата направляется в котельную. В верхнем днище чана имеется овальный люк для обслужи- вания и чистки чана и деревянная вытяжная труба с задвижкой. 57
Полезная емкость заварных чанов на большинстве заводов равна 10—12 м3. Соотношение среднего диаметра чана и его высоты равно 1:1. Поверхность нагрева парового змеевика со- ставляет 1 м2 на 1 м3 емкости чана. При использовании заварного чана для ферментативного гидролиза делаются следующие дополнительные устройства. К нижней части змеевика подводится холодная вода для охлаждения затора. Таким образом, змеевик попеременно слу- Рис. 18. Паточный заварной чан, при- способленный для ведения энзиматиче- ского осахаривания: /—привод для метального механизма; 2—ме- шалка; 3—паровые змеевики; 4—конденса- ционный горшок; 5—вытяжка. жит для подогревания и ох- лаждения затора. В первом случае перекрывается вода, во втором случае пар. В нижнем днище делается ук- лон, к которому подведен продуктопровод для слад- кого затора. Такое устройст- во позволяет полностью ос- вобождать чан от продуктов гидролиза и промывных вод при чистке чана. В чане устанавливается двухлопастный метальный механизм, приводящийся в движение от электромотора через редуктор или от контр- привода. Мешалка делает до 30 оборотов в минуту. На паточных заводах, ра- ботающих по солянокислой схеме, заварные чаны не применяются. При организа- ции производства фермента- тивной патоки на таких за- водах следует устанавлИ' вать заторные чаны более совершенной конструкции, применяющиеся в спирто- вой промышленности. На рис. 19 изображен стальной заторный чан, представляющий собой цилиндр со сфе- рическим дном. Чан снабжен мешалкой, приводящейся в движе- ние от электромотора через редуктор. На крышке чана имеется вытяжка для удаления пара. Внутри чана установлены паровые змеевики, к которым также подводится вода для охлаждения затора. Сферическое дно позволяет полностью удалять затор и промывные воды, а стальные стенки и днище обеспечивают со- держание чана в должном санитарном состоянии. 58
При работе заторного чана соблюдается следующий режим. Чан очищается от остатков предыдущего затора, промывается и дезинфицируется, после чего запускается мешалка, а паровые змеевики переключаются на холодную воду. В чан закачивается солодовая суспензия. Объем суспензии должен быть такой, что- бы можно было размешивать ее нижней лопастью мешалки. Клейстер выдувается из лагера в заторный чан через ворон- ку-разбрызгиватель. Отвесное выпадение клейстера в виде комьев указывает на недостаток пара и плохую разварку. Рис. 19. Стальной заторный чан: А—сферическое днище-. 2—паровые змеевики и холодильники; 3— электромотор и редуктор для привода метального механизма. Обычно при достаточной площади поверхности охлаждения змеевиков и температуре охлаждающей воды 12—15° темпера- тура затора во время работы лагера держится на уровне 60— 62°. Однако температура затора должна строго контролировать- ся в продолжение работы лагера; при температуре свыше 62° лагер выключается на некоторое время для охлаждения осаха- риваемой массы. Поддержание температурного режима в пе- риод работы лагера на уровне 62°, являющейся оптимальной для действия р-амилазы, интенсифицирует процесс расщепления крахмала. При хорошем качестве солода момент окончания пе- рекачки клейстера совпадает с окончанием процесса осахарива- ния. При средней активности применяемых солодов гидролиз длится 2—2,5 часа. 59
После получения удовлетворительной йодной пробы затор прогревается до 65° и выдерживается 20—30 минут для осаха- ривания крахмала солода, не подвергающегося клейстеризации. Конечной температурой осахаривания следует считать 75— 80°. При этой температуре клейстеризуются и расщепляются остаточные мелкозернистые крахмалы, крахмал солода, а ами- лодекстрины подвергаются более глубокой модификации до ахродекстринов, не окрашиваемых йодом. Температурный режим затора может изменяться в соответ- ствии с заданными кондициями мальтозной патоки по содержа- нию сахаров и декстринов. Так, для получения мальтозной патоки с высоким содержа- нием сахаров температурный режим гидролиза поддерживается оптимальный для действия 3-амилазы — осахаривание ведется при температуре 60—62°. Гидролизаты с высоким содержанием декстринов и мини- мальным содержанием белков получаются при температуре за- тора 66—70°, оптимальной для действия а-амилазы. В этом слу- чае первая порция солода для разжижения клейстера дается при температуре мучной суспензии 60—65° для понижения ак- тивности р-амилазы и протеолитических ферментов. Клейстер во время работы лагера охлаждается до 68—70°; эта температура поддерживается до конца осахаривания. Режим работы заварного чана определяется следующими опе- рациями (при разваривании сырья в лагере): Перекачка солодовой суспензии в мин. . 15 Разварка сырья в час. и мин........1—10 Гидролиз в часах .................. 2 Подогрев затора до 80° в мин.......20 Фильтрация затора в час. и мин.....]—15 П р о м ы в к а и пропарка чана в мин. .... 30 Полный оборот заварного чана в час. и мин. 5—30 Режим ведения затора может быть частично интенсифици- рован. Так, использование промежуточных емкостей для слад- кого затора сократит время, необходимое для фильтрации за- тора. Механизация промывки чана также ускорит его оборачи- ваемость. С учетом этих мероприятий оборот заварного чана может быть доведен до 4—4,5 часов. Потребность в емкости заварных чанов составляет 2 м3 на 1 т суточной мощности по выработке мальтозной патоки. Напри- мер, для мальтозного завода производительностью 10 т маль- тозной патоки в сутки требуется 2 заварных чана емкостью по 10 м3.
ГЛАВА VI ФИЛЬТРАЦИЯ ЗАТОРА К концу осахаривания сладкий затор представляет собой смесь, состоящую из сахаров, декстринов, продуктов распада белковых веществ, находящихся в растворе, и большого количе- ства взвешенных веществ — таких, как клетчатка, росток, коа- гулированные белки и пр. Вязкость сладкого затора при температуре около 80° неве- лика. Эти свойства затора — крупнозернистая структура взве- шенных веществ и незначительная вязкость — определяют удов- летворительные показатели по механической фильтрации затора для получения чистых свободных от взвеси сиропов. В среднем скорость фильтрации затора составляет 84—90 кг сиропа с 1 м2 фильтрующей поверхности в час, что позволяет производительно эксплуатировать фильтрационные установки, а главное — получать фильтрпрессную лепешку (жмых) с отно- сительно невысокой влажностью (50—60%). Влажность маль- тозного жмыха находится в прямой зависимости от скорости фильтрации сладкого затора: чем лучше фильтруется затор, тем меньше влаги содержится в жмыхе. Серьезными помехами в процессе фильтрации затора яв- ляются наличие в нем части неосахаренного крахмала и повы- шенная кислотность. В первом случае крахмал, попадая на фильтрпрессную сал- фетку, под действием высокой температуры и давления в ра- мах фильтрпрессов клейстеризуется и покрывает салфетку тон- кой пленкой клейстера, делающей ее непроницаемой, что резко ухудшает фильтрацию затора: скорость фильтрации и произво- дительность станции снижаются, одновременно возрастают по- тери патоки со жмыхом, в котором остается много неотфильтро- ванного сиропа. Падение производительности фильтрпрессов и удлинение процесса фильтрации еще более повышают кислот- ность осахаренной массы в результате появления процессов брожения и сопутствующих им слизистых веществ, загрязняю- щих фильтрпрессные салфетки. В результате фильтрация пол- ностью прекращается. Нормальная кислотность сладкого затора (1,6—2 мл 0,1 N раствора едкого натра на 20 мл отфильтрованного сиропа) и полнота осахаривания крахмала обеспечивают успешную фильт- рацию затора. В настоящее время основным оборудованием для фильтра- ции заторов является рамный фильтрпресс (рис. 20). Фильтруе- мая жидкость нагнетается в центральный канал фильтрпресса, откуда распределяется по рабочим рамам через особые каналы в теле рамы. По обеим сторонам рабочей рамы зажато фильтр- 61
прессное полотно (салфетки), через которое проходит фильтрат, а взвешенные вещества задерживаются в рамах, образуя фильтрпрессную лепешку. Чистый фильтрат стекает по рифлям фильтрпрессных плит через краны в желоб и коробку для сиропа. Рамы и плиты зажимаются стальным винтом, имеющим в длину около метра. Винт проходит через головку пресса, имею- щую специальную нарезку, и упирается в середину подвижной плиты. Винт заканчивается штурвалом, при помощи которого производится зажим рам. Рис. 20. Фильтрпресс. В настоящее время большое распространение получили фильтрпрессы с механическим зажимом — гидравлическим или с помощью электромотора. Гидравлический зажим работает по принципу сообщающихся сосудов, имеющих разные сечения. Давление, оказываемое поршнем насоса на сосуд с малым сече- нием, увеличивается в другом сосуде пропорционально величи- нам их сечения. Повышенное давление во втором сосуде исполь- зуется в схеме гидравлического устройства. На рис. 21 показана схема устройства гидравлического зажима на фильтрпрессах, позволяющая плотно сжимать рамы под давлением свыше 100 атм. На ряде мальтозных заводов установлены фильтрпрессы с гидравлическим зажимом, состоящие из 42 рабочих рам разме- ром 0,82X0,82 м. Общая фильтрующая поверхность фильтрпрес- са около 57 ж2. Фильтрпресс состоит из чугунной станины, на которой ук- реплены массивная чугунная головная неподвижная плита, две параллельные стальные балки, по которым передвигаются на ручках вторая головная подвижная плита, рабочие рамы и плиты. Все рамы и плиты сбоку в нижней или верхней части имеют ушки с круглым отверстием, образующие при сборке про- дуктовый канал, в который подается фильтруемая жидкость. На рабочих плитах имеются вертикально расположенные рифли, а в нижней части — горизонтальные. По рифлям через кран в ниж- ней части плиты фильтрат стекает в желоб. 62
На рабочую плиту надевается салфетка из специальной хлопчатобумажной ткани, называемой фильтрпрессной диаго- налью. Ткань покрывает обе стороны плиты. На боковые ушки фильтрпресса также надевается специально скроенная салфетка из фильтрпрессной ткани. Под кранами плит подвешивается желоб, под рамами — стальной лист с уклоном к желобу, в который стекает фильтрат. Рис. 21. Схема гидравлического зажима фильтрпрессных рам: /—сосуд с водой или маслом; 2—рычаг насоса; 3—выкидная труба; 4—внутренняя емкость гидравлической головки; 5—большой поршень; подвижная плита фильтрпресса; 7—манометр. Фильтрация начинается с момента поступления в фильтр- пресс сладкого затора. По мере образования в рамах лепешки скорость фильтрации возрастает и достигает предела, когда давление в прессе доходит до 2,5—3 атм. В дальнейшем заполнение рамы и запрессовывание лепешки вызывает сужение ее капиллярных каналов и уменьшение про- ницаемости, в результате чего скорость фильтрации начинает снижаться; дальнейшее повышение давления в прессе не дает ощутимых результатов. Выщелачивание сухих веществ патоки из фильтрпрессной лепешки (мальтозного жмыха) производится путем промывки горячей водой жмыха непосредственно в рамах фильтрпресса или разведением жмыха с горячей водой в специально приспо- собленном для этого чане с мешалкой. В первом случае рабочие рамы прессов не должны сильно за- прессовываться жмыхом, так как это повышает сопротивление лепешки току горячей воды; сопротивление лепешки не должно 63
превышать усилий, необходимых для проникновения воды сквозь всю толщу мальтозного жмыха. Все же при промывке жмыха непосредственно в фильтр- прессных рамах в лепешке остается много сухих веществ пато- ки. Обычно продуктовый канал расположен в верхней части рам и плит. Горячая вода, поступая в раму через верхнее боко- вое ушко и встречая сопротивление со стороны достаточно уп- лотненной лепешки, промывает только верхнюю ее часть, устрем- ляясь к местам меньшего сопротивления — через верхнюю часть полотна на рифли рабочей плиты. Таким образом, промы- той оказывается только верхняя часть лепешки. Плохо промывается лепешка в фильтрпрессах, выпускаемых Бердичевским машиностроительным заводом, у которых продук- товый канал устроен в нижней части плит и рам. В этих фильтр- прессах промывается только нижняя часть лепешки, что установ- лено исследованиями, проведенными на Новлянском паточном заводе. Наиболее полное выщелачивание растворимых веществ до- стигается, как это было выше указано, при промывке жмыха путем размешивания его с горячей водой и повторной механиче- ской фильтрации. Такой метод промывки значительно снижает потери сухих веществ патоки со жмыхом. Обычно промывка лепешки ведется до концентрации промоев 2—3° Бр. После окончания фильтрации лепешка продувается паром для дополнительного извлечения сухих веществ патоки и снижения влажности жмыха. Подача сладкого затора на фильтрпресс производится цент- робежным насосом. В некоторых случаях, там, где высота зданий достаточна, сладкий затор подается на фильтрпрессы самотеком (например, на Костромском паточном заводе). Подачу сладкого затора в фильтрпресс целесообразно про- изводить одновременно с обоих его концов путем присоединения к штуцеру последней подвижной плиты гибкого шланга от про- дуктопровода. Такой метод питания фильтрпресса сладким затором и го- рячей водой для промывки жмыха обеспечивает хорошее запол- нение рабочих рам и равномерное поступление воды в послед- ние рамы пресса. На случай прорыва полотна и попадания в сироп взвешенных веществ сиропный желоб контролируется тонким шелковым си- том; хорошие результаты получаются при фильтрации зато- ра через два фильтрпрессных полотна (опыт Хоботовского за- вода). Полный оборот фильтрпресса складывается из следующих операций: 64
Фильтрация затора в час. и мии.. . . .... 1—15 Промывка жмыха в час. и мин. .. . . .... 1—00 Пропарка фильтрпресса в мин............. 40 Разборка и сборка фильтрпресса в час, и мин. 1—00 Всего.............3 часа 55 мин. При нормальной фильтрации фильтрпресс (42-рамный, 0,82Х Х0,82 м) вмещает в своих рамах мальтозный жмых от затора, изготовленного» из 2,5 т кукурузной муки. Данные о продолжительности каждой операции и полном обороте фильтрпресса позволяют определить скорость фильтра- ции заторов и производительность пресса. Согласно практическим данным при фильтрации затсра за 1 час 15 мин. получается 6000 кг фильтрованного начального сиропа. Скорость фильтрации, т. е. количество отфильтрованно- го сиропа в час с 1 м2 поверхности фильтрации, составляет: -------= 84,2 кг м2 час. 1,25-57 Фильтрпресс делает 6 оборотов в сутки и за это время •пропускает 6000X6=36000 кг сиропа плотностью 18° Бр или 18-36000 слоп ——— =6480 кг сухих веществ мальтозной патоки. В пересчете на товарную патоку производительность про- цесса составляет 6480 : 794=8,1 т в сутки. МАЛЬТОЗНЫЙ жмых По окончании фильтрации затора и промывки фильтрпрес- сной лепешки, которую на заводах называют мальтозным жмы- хом, последний транспортируется и выводится из производства шнеками, установленными под фильтрпрессами. Мальтозный жмых представляет собой хорошо разваренный ценный белковый корм, обогащенный витаминами солода. Влаж- ность жмыха — 50—60%. Химический состав безводного жмыха в % Протеины сырые.........................48 Крахмал и растворимые углеводы.........12 Жир сырой................................5,5 Клетчатка..............................11,0 Зола ................................... 3,2 Жмых хорошо силосуется, сохраняя свои ценные кормовые качества. Как и кукурузные корма, мальтозный жмых может быть высушен в обычных барабанных сушилках. Жмых обычно реализуется в прессованном виде. 5 Зак. 937
ГЛАВА VII СГУЩЕНИЕ НАЧАЛЬНЫХ СИРОПОВ Начальный мальтозный сироп после механической фильтра- ции затора имеет относительно низкую концентрацию; содержа- ние в нем сухих веществ в среднем составляет 17—20%. Сгущение сиропов сопряжено с выпариванием большого ко- личества воды. Так, на 1 т товарной мальтозной патоки выпари- вается в два приема около 4000 кг воды, в том числе на первой стадии сгущения в выпарке 3500 кг, во второй стадии в продук- товом вакуум-аппарате около 500 кг. Выпаривание таких количеств воды требует применения наи- более рациональных методов и соответствующей аппаратуры для снижения расхода пара и топлива. Технологический режим процесса сгущения должен обеспе- чивать уваривание сиропов при относительно низких температу- рах для получения светлой патоки. Высокие температуры кипе- ния мальтозных сиропов вызывают частичный распад и кара- мелизацию сахаров (мальтозы и глюкозы), коагуляцию белков и пригорание продукции; это связано с потемнением и ухудше- нием качества мальтозной патоки. На сгущение мальтозных сиропов расходуется значительное количество пара; расход пара в однокорпусных вакуум-аппара- тах составляет около 1,1 кг пара на выпаривание 1 кг воды. Значительно сокращается затрата пара при сгущении сиро- пов в многокорпусных вакуум-выпарках. Схема работы этих аппаратов заключается в том, что острый или ретурный пар дается только в поверхности нагрева первого корпуса. Соковый пар каждого аппарата является теплоносителем для последую- щего корпуса. Соковый пар последнего корпуса поступает на конденсацию. В сахарной промышленности сгущение сиропов производится в пятикорпусных выпарках, работающих весьма эффективно с точки зрения теплоиспользования. В паточном производстве, при более высокой концентрации начальных сиропов, в основном используются двухкорпусные и трехкорпусные выпарки различных конструкций. Так, на Пензен- ском мальтозном заводе установлена двухкорпусная выпарка, составленная из двух аппаратов типа Зарембо с горизонтально расположенными поверхностями нагрева по 12 м2 в каждом кор- пусе (рис. 22). На Ростовском и Костромском паточных заводах установле- ны трехкорпусные выпарки поверхностью нагрева по 25 л«2 с вертикально расположенными трубками. На Новлянском паточ- ном заводе установлена трехкорпусная выпарка поверхностью нагрева по 50 м2 Тамбовского машиностроительного завода «Комсомолец». 66
На рис. 23 показана схема этой выпарки. Расход пара в трехкорпусной выпарке с учетом отбора экст- рапара составляет около 0,64 кг на 1 кг выпариваемой воды. Рис. 22. Вакуум-аппарат типа Зарембо: /—верхний корпус: 2—иижиий корпус; 3—вход продукта; 4—.выход продукта; 5—трубка для водомерного стекла; Л—штуцер для крана конденсата; 7—смотровое стекло; 8—крышка лаза; 9—место для воронки; 10—-манометр; //—мановакуумметр; /2—место для углового термометра. Применение выпарки позволяет использовать экстрапар пер- вых двух корпусов для подогрева сиропа в решоферах, воды для технологических и хозяйственных потребностей и для дру- гих нужд. Основные показатели работы трехкорпусной выпарки (при начальной плотности сиропа 15° Бр) характеризуются данными табл. 6. Расход острого пара на выпарку и решоферы составляет 2485 кг/час, расход холодной воды на конденсатор около 5* 67
68
Таблица 6 Показатели Корпус выпарки I п Ш Плотность сиропа в °Бр 21 30,4 55 Температура греющего пара . 119 105 90 кипения сиропа ....... 107 92,5 68,5 сокового пара 106 91 66 конденсата 117 103 86 Коэффициент теплопередачи в ккал/мин 25 19 10-11 30 м3]час. Производительность выпарки по сгущению начальных сиропов до плотности 55° Бр соответствует 26 т товарной маль- тозной патоки в сутки. Выпарка комплектуется тремя решоферами: первый решофер с поверхностью нагрева 14 м2 предназначен для подогрева на- чального сиропа экстрапаром I корпуса до 100°, второй с поверх- ностью нагрева 3 м2 — для подогрева острым паром начального сиропа перед выпаркой от 100 до 107° и третий решофер с по- верхностью нагрева 3 м2 — для подогрева экстрапаром II кор- пуса густого сиропа от 68 до 80° перед фильтрацией. Отбор экстрапара производится из паровых камер последую- щих корпусов выпарки. Так, забор экстрапара I корпуса произ- водится из паровой камеры II корпуса, экстрапар II корпуса отбирается из паровой камеры III корпуса. Корпуса выпарки соединены между собой продуктовыми и паровыми коммуникациями. Надсоковое пространство III кор- пуса соединено с каскадным конденсатором, к которому подве- дена холодная вода. Конденсатор по барометрической трубе сбрасывает конден- сационные воды в барометрический ящик. Для поддержания разрежения вакуум-насосом непрерывно откачивается из конден- сатора воздух и неконденсирующиеся газы. Высота барометрической трубы, считая от уровня воды в ба- рометрическом ящике до нижней конической части конденсато- ра, должна быть не меньше 10,5 м, что несколько превышает уровень барометрического столба при нормальном атмосферном давлении. Удаление неконденсирующихся газов из паровых камер вы- парки производится через специальные трубки (оттяжки), сое- диняющие паровую камеру с надсоковым пространством. 69
Из первого корпуса трехкорпусной выпарки с запроектиро- ванным температурным режимом отвод газов может произво- диться непосредственно в атмосферу, так как в паровых каме- рах этого корпуса давление выше атмосферного. Конденсаты из паровых камер выпарки и поверхностей на- грева решоферов отводятся автоматами-водоотводчиками по- плавкового и сифонного типа. Чистые конденсаты от I корпуса и II решофера с поверхностью нагрева 3 м2 могут быть исполь- зованы для питания паровых котлов, остальные конденсаты ис- пользуются на технологические и хозяйственные цели. Контроль за температурой кипения сиропов во всех корпусах ведется с помощью термометров, имеющихся в каждом корпусе. Уровень сиропа проверяется посредством сокоуказательных стеклянных трубок. Подача начального сиропа в I корпус производится непре- рывно центробежным насосом через два решофера. Сгущенный до плотности 55° Бр сироп из III корпуса также непрерывно вы- качивается центробежным насосом, ОБСЛУЖИВАНИЕ ВЫПАРКИ Первой операцией в подготовке выпарки к работе является заполнение водой барометрического ящика и включение вакуум- насоса, после чего открываются вентили оттяжек во всех кор- пусах выпарки. Начальный сироп сиропным насосом закачивается в I корпус через два сиропных решофера, причем во II решофер подается пар. Поступление сиропа в I корпус прекращается, когда все три корпуса заполняются сиропом, причем при заполнении сиро- пом I корпуса в его паровую камеру начинается подача пара. Уровень сиропа во всех корпусах выпарки регулируется си- ропными кранами, имеющимися на продуктовых линиях. Уро- вень сиропа в вертикальных аппаратах не должен превышать 2/з высоты поверхности нагрева, так как более высокий уровень отрицательно сказывается на циркуляции сиропа, теплопереда- че, производительности выпарки и может вызвать переброску сиропа в паровые камеры и конденсатор. Густой сироп плотностью 55° Бр откачивается насосом из III корпуса и направляется через решофер в коробку перед косте- угольными фильтрами. Во время работы выпарки ведется наблюдение за уров- нем сиропа и температурным режимом в корпусах, за работой автоматов-водоотводчиков и откачкой конденсата из сборников конденсата.
ГЛАВА VIII ФИЛЬТРАЦИЯ И СГУЩЕНИЕ ПОДВАРЕННЫХ СИРОПОВ ФИЛЬТРАЦИЯ Начальный сироп сгущается в выпарке до концентрации, со- ответствующей содержанию сухих веществ 55%. При такой кон- центрации сиропов происходит частичное выпадение коагули- рованных белков, фосфатов и других минеральных веществ, рас- творимость которых уменьшается с повышением концентрации среды. . Работами ЦНИИКППа установлен следующий химический состав осадка, выпадающего при сгущении сиропов до плотно- сти 50—55° Бр (в %): Белок (по сухим веществам осадка)........15 Фосфорно-кальциевые соли.................45 Зола.....................................40 Приведенный состав осадка указывает на выпадение из сиро- па значительного количества способных к коагуляции белков и объясняет понижение кислотности сиропов, связанное с выпаде- нием фосфорной кислоты в виде фосфорно-кальциевых солей (СаНРО4). Для удаления осадка густые сиропы после выпарки подвер- гаются механической фильтрации. Фильтрованные сиропы от- личаются прозрачностью и меньшим содержанием золы и бел- ков. Сироп плотностью 55° Бр имеет значительную вязкость в сравнении с начальными сиропами, а высокое содержание в нем белков еще более усложняет механическую фильтрацию. Для улучшения условий фильтрации густых мальтозных си- ропов в качестве наполнителя применяется диатомит. Диатомит (инфузорная земля, кизельгур) — белый порошок, являющийся разновидностью многочисленных пород раститель- ного происхождения диатомей, состоит из панцирей одноклеточ- ных растений. Диатомит в большей или меньшей степени загрязнен посто- ронними примесями, которые могут вредно влиять на процесс фильтрации. Так, наличие глины снижает проницаемость диа- томита, соли железа и другие растворимые вещества обогащают сиропы нежелательными примесями и пр. Одним из крупных месторождений диатомитов в СССР явля- ется Нурнусское в Армянской ССР.
По данным ЦНИИКППа, нурнусский диатомит имеет сле- дующий состав в %: SiO2.........................97 Fe,O3.........................0,5 А12О3........................1 CaO + MgO.....................0,6 Основной минеральной частью диатомита является кремне- зем. Вес 1 л нурнусского диатомита — 350 г. В настоящее время на Инзенском крахмальном заводе Ульяновской области организован цех по выработке облагоро- женного диатомита по схеме Б. А. Векслера. Классификацией диатомита по фракциям в воронках Келлоу достигается обогащение диатомита и доведение до минимума содержания в нем посторонних примесей. Диатомит используется как наполнитель, отличающийся спо- собностью откладываться на фильтрпрессной салфетке тонким пористым фильтрующим слоем, принимающим на себя взвешен- ные вещества сиропа. Прохождение сиропа через ткань, на ко- торую нанесен слой диатомита, облегчается формой его частиц, образующих громадное количество мельчайших капиллярных каналов, которые задерживают взвешенные частицы сиропа, создающие муть. Фильтрация сиропов с диатомитом производится на фильтр- прессах различных систем и конструкций. В мальтозном произ- водстве для этой цели используются камерные и 16-рамные фильтрпрессы с рамами размером 0,57X0,57 м. Камерные фильтрпрессы не имеют рабочих рам, а состоят только из плит, у которых края шириной в 25 мм хорошо про- строганы с обеих сторон. Рифленая поверхность рабочей плиты тоньше строганой ча- сти и при сборке двух плит образует между ними камеру для за- полнения фильтруемой жидкостью и фильтрпрессной лепешкой. Плиты в центре имеют круглые отверстия, которые при сбор- ке пресса образуют продуктовый канал, питающий камеры филь- труемой жидкостью. На каждую рабочую плиту надевается салфетка, сшитая по внутреннему круглому отверстию с другой салфеткой для вто- рой стороны плиты. Вторая салфетка складывается рулоном по диаметру продуктового отверстия, через которое просовывается и разглаживается по строганой части плиты. Крайние плиты для крепления салфеток имеют устройства в виде муфт. Камерный фильтрпресс стягивается винтовым зажимом при строгом соблюдении правильности укладки полотен пресса на строганой части его плит. Все плиты снабжены кранами для стока фильтрованного си- ропа. 72
Для улучшения работы пресса рабочие рифли плит покры- ваются стальным ситом, которое предотвращает вдавливание фильтрующей ткани в рифли, что ухудшает фильтрацию, препят- ствуя стеканию чистого сиропа к выходному крану. Рис. 24. Камерный фильтрпресс. Конструктивные особенности этих прессов делают эффектив- ной их работу на станции фильтрации продуктов, содержащих небольшие количества взвешенных веществ, в результате чего пресс медленно зарабатывается, не требуя частой разборки. По- этому для фильтрации густых сиропов с диатомитом целесооб- разно использовать камерные фильтрпрессы. Если предприятие не располагает такими фильтрпрессами, фильтрация производится на рамных фильтрпрессах. Эти фильтрпрессы состоят из 16 рам и плит размером 0,57\ Х0,57 м. Боковые ручки рам и плит свободно передвигаются на боковых штангах пресса, рамы зажимаются винтом. Продукто- вый канал расположен в верхней части пресса сбоку и обра- зуется круглыми отверстиями в боковых ушках рабочих плит и рам. Пресс смонтирован на четырех массивных чугунных опорах, составляющих станину. Под рабочей частью фильтрпресса подвешивается металли- ческий противень с уклоном в сторону сиропного желоба на случай вытекания сиропа из рам. 73
Из различных методов и схем фильтрации сиропов с диато- митом в зависимости от установок, имеющихся на мальтозных заводах, наиболее приемлемым методом является нанесение диатомитовой лепешки на фильтрующую поверхность ткани пе- ред началом подачи сиропа. Фильтрация густого сиропа с диатомитом производится по следующей схеме: Сироп после выпарки I Диатомит------> Сборник с мешалкой <— Насос 3 I Фильтрпресс £ I £ I § Насос---------> 4 Сборник чистого , сиропа Небольшая часть сиропа смешивается с диатомитом в сбор- нике с мешалкой, смесь подается насосом на фильтрпресс. Пос- ле отложения на полотнах пресса диатомитовой лепешки на пресс подается остальная часть сиропа. Мутный сироп в начале фильтрации возвращается в сборник. После осветления сиропа насос переключается на сборник чистого сиропа. Подача сиропа на фильтрпресс прекращается, когда скорость фильтрации резко понижается. Оставшийся в рамах сироп вы- давливается паром или сжатым воздухом, а в отдельных слу- чаях фильтрпрессный остаток промывается горячей водой. Фильтрпрессная диатомитовая грязь, содержащая некоторое количество сахаров, смешивается с мальтозным жмыхом и используется на корм скоту. СГУЩЕНИЕ ПОДВАРЕННЫХ СИРОПОВ Из ряда факторов, увеличивающих цветность сиропов в про- цессе их уваривания, отмечаем те, которые могут быть устра- нены путем соблюдения необходимого режима работы выпарных аппаратов: 1. Температура кипения сиропов при выпаривании оказывает большое влияние на их цветность. Особенно интенсивное потем- нение продукции происходит при повышении температуры кипе- ния концентрированных сиропов. Поэтому разрежение в вакуум-аппарате должно поддержи- ваться не ниже 650 мм рт. ст. 74
2. Длительность процесса уваривания, т. е. пребывания сиро- пов в выпарных аппаратах, обогреваемых паром, также влияет на повышение цветности продукции. Этот фактор в значитель- ной степени зависит от соотношения полезной емкости аппарата и поверхности его нагрева. Чем больше относительная поверх- ность нагрева, тем быстрее протекают процессы уваривания и тем короче пребывание сиропа в аппаратах. Поэтому оптималь- ные условия выпаривания достигаются в аппаратах с развитой ^поверхностью нагрева. 3. Циркуляция сиропов в выпарных аппаратах повышает интенсивность выпаривания и уменьшает загрязнение поверхно- стй нагрева выпадающими из сиропа в процессе сгущения не- стойко растворимыми белковыми и другими веществами. Загряз- нение происходит особенно интенсивно в аппаратах, в которых поверхности нагрева расположены горизонтально (шаровые ва- куум-аппараты, аппараты типа Зарембо). В аппаратах с вер- тикально расположенными поверхностями нагрева загрязнение последних при интенсивной циркуляции сиропов происходит в значительно меньшей степени. Белковая накипь на поверхностях нагрева заметно повышает цветность увариваемых сиропов и понижает производительность аппарата. Чистые густые сиропы увариваются до концентрации, соот- ветствующей содержанию сухих веществ в товарной мальтозной патоке 79,4—81,4% (удельный вес патоки 1,4118—1,4253). Сгущение сиропов производится в продуктовых вакуум-аппа- ратах. На большинстве паточных заводов, перерабатывающих кар- тофельный крахмал, уваривание сиропов производится в мед- ных шаровых вакуум-аппаратах с довольно развитой поверх- ностью нагрева, состоящей обычно из двух паровых змеевиков, расположенных в нижней части аппарата. На некоторых заво- дах пар после змеевиков используется в паровой рубашке, име- ющейся в нижней части вакуум-аппарата. Подача пара производится отдельно в каждый змеевик не- посредственно из паровой магистрали. •Паровые вентили, регулирующие подачу пара в змеевики, монтируются в непосредственной близости от аппарата. Отрабо- танный пар поступает в конденсационные горшки и в виде кон- денсата используется для питания паровых котлов. Шаровой аппарат имеет плотно закрывающийся лаз для осмотра и ремонта внутренней части аппарата и поверхностей нагрева, смотровое стекло, над которым помещена электриче- ская лампа для освещения поверхностей нагрева и кипящей жидкости, термометр, вакуумметр, ловушку для улавливания сиропа, смотровые стекла, нижний кран для слива патоки и про- боотборник. Устройство отборника проб позволяет отбирать 75
сиропы во время работы аппарата, находящегося под разреже- нием. Пробоотборник монтируется в нижней половине вакуум-аппа- рата, несколько ниже уровня кипящей жидкости. Он обычно снабжен двумя трехходовыми кранами', соединяющими его с аппаратом. При отборе пробы сиропа перекрываются воздушный и слив- ной краны и открывается продуктовый кран пробника. Под дей- ствием существующего в аппарате разрежения давление в аппа- рате и пробоотборнике уравновешивается, и пробник, находя- щийся под заливом, наполняется сиропом. Далее пробник отключается от аппарата, открывается воз- душный кран, после чего сироп сливается из него в цилиндр для ареометрического замера. На большинстве паточных заводов вакуум-аппараты работа- ют по схеме конденсации соковых паров в тарельчатых конден- саторах: вакуум-насос, откачивая воздух из конденсатора, со- здает разрежение в конденсаторе и вакуум-аппарате; краном на продуктовой линии регулируется засасывание в аппарат сиропа до нужного уровня. Поверхность нагрева в период работы ва- куум-аппарата не должна быть оголена во избежание приго- рания тонкой пленки сиропа, покрывающей паровые змеевики. Такое пригорание пленки ухудшает цвет и качество продукции. После того как поверхности нагрева покрылись сиропом, в них подается пар. Соковый пар из аппарата поступает в тарель- чатый конденсатор, где, соприкасаясь с холодной водой, пар конденсируется и вместе с водой, подающейся для охлаждения, удаляется по барометрической трубе в барометрический ящик. Высота столба воды в барометрической трубе в отношении уров- ня воды в барометрическом ящике равна 10,26 м при нормаль- ном атмосферном давлении (при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. и удельном весе ртути 13,5). Расход холодной воды (температурой 10°) на конденсацию примерно равен двадцатикратному количеству выпариваемой воды. Температура барометрической воды при нормальной работе вакуум-аппарата должна находиться в пределах от 40 до 50°. Резкие отклонения температуры барометрической воды указы- вают на ненормальную работу вакуум-аппарата. По мере повышения концентрации и температуры уваривае- мого сиропа часть содержащихся в нем веществ выпадает в оса- док. Некоторые из этих веществ (белки, фосфорные и другие соли) осаждаются на поверхностях нагрева вакуум-аппарата, образуя плотный слой, резко ухудшающий эксплуатационные по- казатели работы аппарата, В этом случае значительно пони- жается коэффициент теплопередачи, .в результате чего умень- шается производительность аппарата и ухудшается качество продукции вследствие длительного пребывания сиропов в ва- 76
куум-аппарате и попадания в патоку продуктов пригорания бел- кового слоя на змеевиках. В связи с этим поверхности нагрева вакуум-аппаратов долж- ны регулярно очищаться от загрязняющего их белкового слоя. Рис. 25. Вакуум-аппарат конструкции Курочицкого: /-вакуум-аппарат; 2—ловушка: 5—конденсатор. Очистка производится путем выварки вакуум-аппарата в про- должение 3—4 часов попеременно содой, слабым раствором со- ляной кислоты и чистой водой. В качестве продуктового аппарата для окончательного сгу- щения мальтозных сиропов может быть рекомендован вакуум- аппарат с поверхностью нагрева 25 м2, изготовляемый Тамбов- ским заводом «Комсомолец». На заводах малой мощности может быть использован ва- куум-аппарат системы Ч. К. Курочицкого (рис. 25). 77
Вакуум-аппарат представляет собой цилиндр, состоящий из трех чугунных царг со сферическим дном и верхней крышкой, в которой имеется ловушка для улавливания сиропа, увлекаемого соковым паром. В нижней части аппарата расположена камера для греющего пара, в которой находятся медные вертикальные трубки диамет- ром 25/30 мм, завальцованные в бронзовые трубные решетки; по этим трубкам циркулирует сироп. В центре трубных решеток размещена циркуляционная труба, по которой циркулирует ки- пящий сироп. Пар подается в межтрубное пространство и удаляется в ви- де конденсата из нижней части аппарата через конденсационный горшок. Во второй и третьей царгах аппарата имеются смотровые стекла и штуцера для измерительных приборов. Поверхность нагрева аппарата равна 5,5 ж2, полезная ем- кость для сиропа 190 л, вес аппарата 800 кг, суточная произво- дительность аппарата 4—5 т патоки. ОХЛАЖДЕНИЕ И СЛИВ ПАТОКИ После сгущения в вакуум-аппарате мальтозная патока имеет температуру 65—70°. Затаривание горячей патоки ухудшает ка- чество продукции, вызывая ее потемнение и появление неприят- ного привкуса. Однако не только этим вызвана необходимость охлаждения патоки. В результате затаривания горячей патоки и конденсации паров на поверхность патоки попадают капли воды, которые являются очагами бродильных процессов, вызывающих закиса- ние и порчу продукции. Охлаждение мальтозной патоки производится в паточных холодильниках различных систем. Наиболее рациональный хо- лодильник представляет собой металлический цилиндр с кони- ческим дном, оборудованный мешальным механизмом и змееви- ковой поверхностью охлаждения, в которую подается холодная вода. Такие холодильники вмещают обычно одну варь в 2—3 т па- токи и имеют полезную емкость 2—2,5 ж3. Удельная поверхность охлаждения змеевиков составляет 6 ж2 на 1 ж3 полезной емкости холодильника. При температуре воды, поступающей в змеевики, равной 15°, патока охлаждается до 50° за один час. Удельный расход воды на охлаждение 1 т мальтозной патоки составляет 600 л. ЗАТАРИВАНИЕ МАЛЬТОЗНОЙ ПАТОКИ Охлажденная в холодильнике патока заливается в бочки или железнодорожные паточные цистерны. 78
Подготовленная для заливки бочка устанавливается на ве- сах, расположенных на полу у холодильника. Качество бочковой тары в мальтозном производстве имеет большое значение. Неисправность бочки или повышенная влаж- ность клепки влекут за собой большие потери патоки и иногда порчу продукции. Бочки для затаривания мальтозной патоки изготовляются емкостью 100, 150 и 200 л. Действующим ГОСТом предусмотре- но изготовление бочек указанной емкости из клепок длиной 635, 716, 777 мм, шириной 50—410, 50—120 мм, толщиной 15, 17, 20 мм. Остовы бочек стянуты шестью стальными обручами ши- риной 40—45 мм. Бочки изготовляются из осиновой клепки влажностью не вы- ше 18% или из сухой сосновой клепки. ДАННЫЕ ДЛЯ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РАСЧЕТОВ Для расчета аппаратуры и оборудования, расхода пара, во- ды и пр. приводим ведомость движения безводных продуктов по технологическим станциям (табл. 7), ведомость продуктов товарной влажности, расчет расхода сырья и потерь производ- ства. Материалы составлены на основании продуктового расчета, разработанного по отчетным данным мальтозных заводов за ряд лет; заводы работают по описанной технологической схеме. Таблица 7 Ведомость движения сухих веществ по технологическим станциям Наименование станции Поступило сухих веществ иа 100 кг абс. сух. муки Ушло Возвращается в основную цепь Перешло на следующую станцию I. Разводный чан Кукурузная мука .... 100,0 — — — Потери — о,1 — — Итого. . . . ; 100,0 0,1 — 99,9 II. Заторный чан Мучная суспензия. . . . 99,90 — — — Солодовая суспензия . . 8,37 — — • — Прирост сухих веществ 3,82 — — — Потери — 0,15 — Итого .... 112,09 0,15 — 111,94 79
Продолжение Наименование станции Поступило сухих веществ на 100 кг абс. сух. муки Ушло Возвращается в основную цепь Перешло на следующую станцию III. Фильтрация за- тора (без промоев) Осахаренный затор . . . 111,94 — — Уходит с лромоями . . . — — 1,82 — Уходит с жмыхом .... — 37,21 — — Потери с салфетками . . — 0,40 — — Потери безвозвратные. . — 0,23 — — Итого. . . . . 111,94 37,84 1,82 72,28 IV. Затор с возвра- том промоев Мучная суспензия. . . . 99,90 — — — Солодовая суспензия . . 8,37 — — — Прирост сухих веществ . 3,82 — — — Возвращается с промоя- ми 1,82 — — — Потери — 0,15 — — Итого . . . . 113,91 0,15 — 113,76 V. Фильтрация за- тора (с промоями) Осахаренный затор . . . 113,76 — — Уходит с промоями . . . — — 1,82 — Уходит с жмыхом .... — 37,21 — — Потери с салфетками . . — 0,40 — — Потери безвозвратные. . — 0,23 — — Итого 113,76 37,84 1,82 74,10 VI. Выпарка Жидкий сироп 74,10 — — — Потери — 0,4 — —• Итого 74,10 0,4 — 73,70 VII. Фильтрация густого сиропа Густой нефильтрованный сироп 73,70 80
Продолжение Наименование станции Поступило сухих веществ на 100 кг абс. сух. муки Ушло Возвращается в основную цепь Перешло иа следующую станцию Потери с салфетками . . — 0,48 Потери с грязью — 2,42 — — Потери безвозвратные. . — 0,50 — — Итого 73,70 3,40 — 70,30 VIII. В а к у у м-а п п а р а т Густой фильтрованный сироп 70,30 Потери — 0,15 — — Итого 70,30 0,15 — 70,15 IX. Баланс сухих веществ Поступило сухих веществ в кг С кукурузной мукой . . 100,00 С солодом................. 8,37 Прирост при осахарива- нии ............... . . 3,82 Ушло сухих веществ в кг С мальтозной пато- кой ............ 70,'5 С жмыхом......... 37,21 Потери.............. 4,83 Всего . . . 112,19 потери Всего............ 112,19 и Расход сырья 1. Расход безводной зерновой кукурузы на 1 т мальтозной патоки плотностью 79,4°Бр (кукурузная мука 90 %-кого помола) составляет: 100-100-1000 _ ----------------= 1257,6 кг, 90,0-88,35 что составляет зерновой кукурузы товарной влажности (16%) 1257,6-100 ----------- ~ 1497,1 кг. 84 2. Расход безводного солода: И - 94,73 88,35 С учетом 7% потерь при замочке ячменя и проращивании солода расход безводного ячменя составляет: 100-94,73 ос --------= 101,86 кг. 93 Расход ячменя товарной влажности (15%) составляет: 101,86-100 == 119 83 85 6 Зак. 937 81
3. Всего расходуется зернового сырья на 1 т мальтозной патоки товарной влажности (в кг): Сырья товарной Сухих влажности веществ Зерновая кукуруза......................... 1497,10 1257,60 Ячмень................................ 119,83 101.86 Итого. . . 1616,93 1359,46 4. Содержание сухих веществ в продуктах и отходах (в кг): В мальтозной патоке....................... 794,0 В жмыхе............................... 420,8 В мельничных отходах (механических потерь 0,2И).................................... 125,5 Всего 1340,3 5. Потери сухих веществ на 1 m мальтозной патоки: 1359,46 — 1340,3 = 19,16 кг, или в процентах к сухим веществам затрачиваемого сырья: 19,16X100 1359,46 = 1,4%. Ведомость продуктов Таблица 8 Наименование продуктов На 100 кг сухих веществ муки Процент сухих веществ Удельный вес Продуктов товарной влажности в ш на 1 ш мальтозной патоки абсолютно сухих продук- тов в кг продуктов товарной влажности в кг Кукурузная мука .... Ячмень . 100,0 9,00 119,5 10,60 84,0 85,00 — 1,347 0,1’9 Зеленый солод 8,37 15,21 55,00 — 0,172 Мучная суспензия. . , . 100,00 454,50 22,00 1,0923 5,140 Солодовая суспензия . . 8,37 57,45 14,50 1,0592 0,603 Затор к концу гидролиза 113,91 547,60 20,80 — 6,193 Жидкий мальтозный сироп 74,10 442,38 16,75 1,0689 5,003 Жмых промытый .... 37,21 89,66 41,50 — 1,014 Густой сироп 73,70 134,00 55,00 1,2609 1,515 Густой сироп фильтрован- ный 70,30 127,81 55,00 - 1,445 Мальтозная патока . . . Выпаривается воды в вы- 70,15 88,35 79,40 1,4118 1,000 3,487 парке Выпаривается воды в ва- — 0,445 куум-аппарате — 82
Таблица 9 Расход пара и электроэнергии на 1 т мальтозной патоки (по основ- ным технологическим станциям) Основные технологические станции Расход пара в кг электроэнер- гии в квт-ч Дробление солода — 5,0 Подача кукурузной суспензии в мерники . . — 3,0 Обогревание кукурузной суспензии и разва- ривание в лагере 600,0 6,0 Подогрев затора 150,0 5,0 Фильтрация затора 100,0 4,0 Сгущение сиропа в выпарке (трехкорпусной) 1650,0 10,0 Механическая фильтрация густого сиропа. . 20,0 1.5 Уварявание сиропа в продуктовом вакуум- аппарате 520,0 5,0 Подогрев сиропов и промоев 300,0 — ГЛАВА IX МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА МАЛЬТОЗНОЙ ПАТОКИ РАЗМЫВКА СЫРЬЯ И ОЧИСТКА МАЛЬТОЗНЫХ СИРОПОВ Специфические условия действия каждого фермента по- зволяют руководить процессом осахаривания, применяя раз- личные режимы, в соответствии с заданным качеством гото- вой продукции по содержанию в патоке редуцирующих ве- ществ, декстринов, белковых и других веществ; в основном от режима гидролиза зависит химический состав мальтозной па- токи. Однако этим еще не исчерпываются вопросы качества продукции. В ряде случаев к качеству патоки предъявляют- ся жесткие требования, в частности, патока должна быть про- зрачной, слабоокрашенной, дезодорированной, без солодового привкуса и пр. Перечисленные свойства патоки могут быть достигнуты спе- циальной подготовкой исходного сырья путем его размывки и тщательной очистки мальтозных сиропов. 6* 83
Размывка муки Кукурузная мука рядового помола с выходом '85%, посту- пающая на .переработку, неоднородна, качество ее зависит от сорта, натуры и качества зерновой кукурузы и методов ее по- мола. В соответствии с этим химический состав муки имеет зна- чительные колебания. В этом отношении большое значение имеет схема размола зерновой кукурузы и правильный подбор сит на рассевах. Ре- гулировка этих станций позволяет получать относительно тон- кую муку, лишенную в значительной мере негидролизуемых час- тей зерна. Кроме того, четкая работа рассевов в максимальной степе- ни снижает потери эндосперма с мельничными отходами. В процессе энзиматического гидролиза часть белковых ве- ществ переходит в раствор, а часть при сгущении сиропов выпа- дает в виде осадка, образуя муть в товарной патоке. Часть фосфорнокальциевых и магниевых солей также вре- менно переходит в раствор и выпадает в осадок в готовой про- дукции, значительно ухудшая ее качество. Наконец, нередки случаи поступления сырья с повышенной кислотностью, ухудшающей технологические процессы производ- ства и качество готовой продукции. Целью размывки муки является удаление перечисленных растворимых веществ и снижение кислотности исходного сырья. Методом размывки, исключающим возможность закисания кукурузной суспензии и способствующим лучшему выделению растворимых веществ, является обработка кукурузной суспен- зии сернистым газом в виде раствора сернистой кислоты низ- кой концентрации. Многие кукурузокрахмальные заводы применяют SO2 при замочке зерновой кукурузы и на других станциях крахмально- го производства. Кукурузная мука легче и быстрее подвергается действию SO2 в сравнении с зерновой кукурузой, имеющей твердую обо- лочку, предохраняющую эндосперм зерна от внешних воздейст- вий. По данным ЦНИИКППа, при замочке кукурузы с SO2 про- исходят следующие процессы: 1. Ослабление механической прочности зерна и муки, ча- стичное растворение белков и выщелачивание из сырья до 70% золы, 16% азотистых веществ и 42% растворимых углево- дов. 2. Максимальное выделение из сырья азотистых веществ при содержании в замочной воде 0,15—0,18% сернистого ангид- рида и температуре замочной воды 60°. 84
3. Денатурация белков сырья с повышением температуры за- мочной воды. Так, при 30° денатурируется 27% белков, при 45°—41%, при 60°—57%. 4. Снижение концентрации SO2 в зависимости от наличия в сырье микрофлоры; после 2 часов замочки сырья, содержащего микрофлору, концентрация SO2 снижается с 0,23 до 0,01%. Таким образом, при замочке кукурузы с SO2 в основном рас- творимые азотистые вещества и соли удаляются непосредствен- но из сырья, что предотвращает попадание их в паточные сиро- пы. Получение сернистой кислоты На всех кукурузокрахмальных заводах сернистая кислота изготовляется из сернистого ангидрида, получаемого путем сжи- гания комовой серы в специальных металлических печах пери- одического или непрерывного действия при строгом регулиро- вании подачи воздуха. Получаемый в результате сжигания газ содержит до 10% сернистого ангидрида. Насыщение сернистым газом воды производится в особых поглотительных колонках, представляющих собой деревянные цилиндры диаметром И ,2 м и высотой 2 м. Цилиндры внутри имеют ряд полок с отверстиями, увеличивающими путь прохож- дения газа в воде. Для более полного использования газа устра- иваются две колонки. Нерастворившийся в первой колонке газ направляется во вторую колонку, в которой также происходит его растворение в воде. Обе колонки устанавливаются на высо- те 20—25 м над уровнем обжигательной серной печи для созда- ния в ней необходимого разрежения. Для преодоления сопротивления в обеих колонках на вто- рой из них по ходу сернистого газа устанавливается эксгаус- тер, работа которого регулируется с таким расчетом, чтобы ско- рость прохождения газа через обе колонки была оптимальной для поглощения его водой. Полученная таким образом сернистая кислота самотеком по- дается в соответствующие сборники. Содержание сернистого ан- гидрида в сернистой кислоте колеблется в пределах от 0,35 до 0,45%. На небольших предприятиях, на которых не имеется установ- ки по сжиганию комовой серы, сернистую кислоту получают пу- тем насыщения холодной воды жидким сернистым ангидридом, поступающим в баллонах. Насыщение производится в деревянных двудонных колонках диаметром 0,8 м и высотой 1,5 м. Внутри колонки имеется 5—6 дырчатых деревянных перегородок; на нижнем дне в обеих ко- лонках монтируются свинцовые трубки с отверстиями, через ко- торые подается газ. В верхнем днище второй колонки устраива- ется деревянная вытяжка для удаления нерастворившегося га- за. В свинцовый барботер первой колонки подается сернистый 85
газ, который тонкими струйками проходит через высокий слой воды, причем дырчатые перегородки на его пути замедляют про- хождение газа, способствуя лучшему поглощению его водой. Прошедший в верхнюю часть колонки не растворившийся в воде газ направляется по каучуковой или свинцовой трубе в барботер второй колонки, где совершает тот же путь, что и в первой ко- лонке. Остаточный газ удаляется через вытяжную трубу. Обе колонки снабжены кранами для слива сернистой воды. При таком методе насыщения воды сернистым ангидридом концентрация сернистой кислоты может быть доведена до 5% и выше. Здесь немаловажное значение имеет температура воды, применяющейся для растворения сернистого ангидрида: чем ни- же температура воды, тем интенсивнее происходит насыщение ее газом и повышение концентрации сернистой кислоты. Применение жидкого ангидрида обходится дороже, чем полу- чение его на месте путем обжига комовой серы, поэтому на круп- ных предприятиях, потребляющих значительные количества сер- нистого ангидрида, выгодно организовать получение его из серы. Замочка кукурузной муки с SO2 Технологический процесс замочки зерновой кукурузы с SO2 достаточно изучен. Удовлетворительные результаты получаются при противоточной замочке, которая длится до 48 часов. Работами ЦНИИКППа (Б. А. Векслер и Д. Р. Абрагам) полу- чены данные по замочке с SO2 необезжиренной кукурузной муки. Опытами установлено, что при длительности замочки, равной 4 часам, температуре 50° и концентрации SO2 0,158% плотность экстрактивных вод достигает 5,17%, причем 9,32% сухих ве- ществ муки переходит в раствор. Особый интерес представляют показатели, полученные в этой же работе ЦНИИКППа по схеме трехводной противоточ- ной замочки кукурузной муки. Замачивание сырья производится в первой промывной воде, которая насыщается сернистым газом до нужной концентрации. Содержание сухих веществ в первой промывной воде достигает 5,62%, во второй—2,14% и в треть- ей—0,64 %. Противоточный метод замочки дает возможность получать кукурузный экстракт с повышенным содержанием сухих веществ. Такой экстракт целесообразно сгущать в выпарке до товарной влажности и использовать в качестве питательной среды в про- изводстве антибиотиков или для повышения белковой концен- трации кормов. Жидкий экстракт представляет собой также пре- красное сырье для производства дрожжей. Замочка кукурузной муки может производиться в отстойно- размывных чанах, которые имеются почти на всех паточных за- водах. С учетом перечисленных показателей потребность в от- стойно-размывной посуде для замочки муки незначительна. На- 86
пример, при суточной производительности, равной 20 т мальтоз- ной патоки, разведении муки с водой в отношении 1 :4, длитель- ности замочки, равной 4 часам, чан обернется за 6 часов; всего потребуется 5 чанов емкостью по 10 м3. Отделение промывных вод от твердой фазы мучной суспензии В результате размывки муки слабым раствором сернистой кислоты значительная часть растворимых веществ исходного Сырья переходит в раствор—в промывные воды, которые дол- жны быть отделены от муки. Разделение твердой и жидкой фаз мучной суспензии должно вестись с учетом минимального остав ления во влажной муке промывных вод, обогащенных раствори- мыми веществами. Отделение промывных вод после замочки муки может произ- водиться различными методами в зависимости от имеющегося на заводе оборудования (отстойно-размывные чаны, центрифуги и пр.). На ряде мальтозных заводов для этой цели установлены вакуум-фильтры. Вакуум-фильтр Уральского завода химического машиностро- ения типа Б-10 с поверхностью фильтрации 10 м2 состоит из ячейкового барабана, вращающегося на цапфах и погруженного нижней частью в корыто с фильтруемой суспензией. Цилиндри- ческая поверхность барабана покрыта металлическим ситом, ко- торое обтягивается фильтровальной тканью. Торцовая поверхность цапфы прижата к распределительной головке, которая при вращении барабана соединяет его ячейки с вакуум-трубопроводом в зоне фильтрации и промывки и с трубопроводом от воздуходувки в зонах съема осадка и регене- рации фильтровальной ткани. Вращающийся барабан установлен на подшипниках, укреп- ленных на стойках корыта. Корыто снабжено мешалкой для пе- ремешивания фильтруемой суспензии. На корыте установлен также нож для удаления осадка. Барабан приводится в движение от электромотора через ре- дуктор с помощью клиноременной передачи. Мешалка также приводится в движение электромотором через червячный редук- тор посредством клиноременной передачи. Фильтр снабжен разбрызгивающими форсунками для про- мывки осадка, лентой на роликах для заглаживания трещин в осадке, приспособлением для съема осадка валиком и приспо- соблением для шнурового съема осадка. В зависимости от условий фильтрации барабан может разви- вать от 0,13 до 2 об/мин. Размеры барабана: диаметр 2612 мм, длина 1350 мм. Габаритные размеры фильтра: длина 3420 мм, ширина 3360 мм, высота 3290 мм. Вес фильтра 9090 кг. Схема установки описанного вакуум-фильтра дана на рис. 26. 87
Старш. научн. сотрудниками ЦНИИКППа Н. Н. Трегубовым и Г. И. Лункиной испытан такой вакуум-фильтр на кукурузной кашке после жерновов на Осетинском крахмальном заводе и вы- явлены технологические показатели его работы: фильтрация ку- курузной кашки проходит с достаточной полнотой; в фильтрат переходит 75—80% растворимых веществ сырья; содержание растворимых веществ в кашке резко снижается. Из бака жидкости дня промывки х I ч « -I— С чреЗыбдтеи станции произкоЗ- стьа. Г-Х?* »!> 4 t 'Г? — Фильтруемая суспензия----------Фильтрат —Промывная жидкость----------Вода из водопровода Сжатый ваэдух-ъ-Разрежвнный воздчхпмЭласпчнысшланги Рис. 26. Схема установки вакуум-фильтра: /—вакуум-фильтр; 2—ресивер; 3—вакуум-насос типа РМК: 4—возду- ходувка типа РМК; 5—сборник кукурузной суспензии; 6—центро- бежный насос. По аналогии с фильтрацией кукурузной кашки представляет- ся возможным определить потребность в вакуум-фильтрах для фильтрации кукурузных суспензий. Например, для мальтозного завода с суточной производительностью 20 т мальтозной патоки требуется два вакуум-фильтра, в том числе один вакуум-фильтр на станции отделения промывочной воды. На втором вакуум-фильтре должно производиться отделение промывочной воды после вторичной размывки мучной суспен- зии с чистой водой для удаления остаточных растворимых ве- 88
ществ и сернистой кислоты, заметное содержание которой .в за- торах нежелательно (в связи со свойством SO2 подавлять актив- ность ферментов). Описанный режим размывки кукурузной муки осуществляет- ся по технологической схеме, приведенной на стр. 90. ПОДГОТОВКА СОЛОДА В результате размывки муки в присутствии сернистой кисло- ты содержание растворимых веществ в исходном сырье значи- тельно сокращается. Снижается до минимума также его кислот- ность. Режим дальнейших технологических процессов должен быть организован так, чтобы мальтозные сиропы вновь не обогаща- лись посторонними для них растворимыми веществами и в пер- вую очередь продуктами распада белков под действием протео- литических ферментов. Источником обогащения сиропов растворимыми азотистыми веществами может служить солод, содержащий сложный белко- вый комплекс, частично подверженный действию протеолитиче- ских ферментов в процессе проращивания зерна. Сухой солод, очищенный от корешков и лепестков и высу- шенный при относительно высоких температурах, угнетающе действующих на протеолитические ферменты, дает лучшие ре- зультаты при выработке улучшенной мальтозной патоки. При применении в процессе гидролиза водной солодовой вы- тяжки, в которой растворена большая часть ферментов солода, содержание азотистых веществ в сиропе снижается. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СОЛОДОВОЙ вытяжки Дробленый сухой солод разводится пятикратным количест- вом воды, имеющей температуру 30°. Суспензия размешивается мешалкой в продолжение 30 минут, после чего оставляется с вы- ключенной мешалкой также на 30 минут. За это время твердая фракция солода осаждается в виде рыхлого осадка, причем большая часть ферментов переходит в раствор. Тщательно перемешанная солодовая суспензия насосом пода- ется на фильтрпресс. Фильтрат представляет собой солодовую вытяжку, которая в возможно короткий срок должна быть ис- пользована по назначению, так как отличается нестойкостью и очень быстро закисает, теряя при этом свою активность. Фильтрпрессный остаток направляется на разводку вместе с кукурузной мукой. Солодовый настой может также отделяться от твердого осадка методом декантации. В этом случае дробленый солод смешивается с трехкратным количеством теплой воды и после непродолжительного размешивания и осаждения твердого осад- ка от него отделяется жидкий настой. 89
Схема размывки кукурузной муки 90
Метод декантации повышает расход воды для выщелачива- ния ферментов, снижая концентрацию затора. Солодовая вытяжка окрашена и содержит в растворе некото- рое количество белков и продуктов их распада. Очистка и осветление вытяжки, по данным Энгельгарда, не- желательны, так как энзиматический комплекс вытяжки в этом случае дает меньше характерных реакций и становится значи- тельно мбнее стойким. Использование непосредственно дробленого сухого солода для ферментативного гидролиза имеет ряд преимуществ, связан- ных с упрощением технологии производства и сокращением рас- хода солода. В данном случае требуется тщательная очистка сиропов от растворимых веществ, присущих сухому солоду. РАЗВАРИВАНИЕ СЫРЬЯ И ГИДРОЛИЗ Важным фактором, определяющим качество кондитерской патоки, применяемой для изготовления карамели, является со- отношение между содержащимися в ней редуцирующими саха- рами и декстринами. Обычная крахмальная карамельная патока по стандарту дол- жна содержать не больше 45% редуцирующих веществ. Исследованиями Всесоюзного научно-исследовательского ин- ститута кондитерской промышленности подтверждено, чго сни- жение редуцирующих веществ в патоках улучшает качество ка- рамели. Технологический процесс энзиматического гидролиза позво- ляет получать гидролизаты с содержанием редуцирующих ве- ществ 25 % и ниже. В данном случае решающая роль отводится температурному режиму разваривания сырья и процесса гидролиза. В обоих процессах соблюдение температурных условий, оптимальных для действия а-амилазы и тормозящих активность р-амилазы, позво- ляет получать гидролизаты с низким содержанием редуцирую- щих веществ. При этом следует учесть, что нарастание редуцирующих ве- ществ начинается уже в процессе разваривания сырья, после введения первой порции солода для разжижения клейстера. Поэтому уже в этой начальной стадии должны быть созданы условия для торможения активности р-амилазы. Для этой цели первая порция солода дается в мерник, когда температура муч- ной суспензии достигает 65°. При этой температуре в боль- шинстве случаев начинается только частичная клейстеризация крахмала и еще нет признаков образования крутого клейстера. Уже через несколько минут температура начального клейстера 91
доводится до 70°; при этой температуре активность р-амилазы угасает. Следующим важным признаком кондитерской патоки яв- ляется минимальное содержание в ней растворимых белковых веществ. Описанный выше метод размывки муки с целью выщелачива- ния растворимых веществ позволяет получать гидролизаты с ми- нимальным содержанием посторонних примесей. Технологический процесс осахаривания, в котором принима- ют участие многие энзимы солода, должен вестись при таком температурном режиме, который исключает действие протеоли- тических ферментов, расщепляющих белки сырья на простей- шие аминные соединения, переходящие в раствор и обогаща- ющие азотом мальтозные сиропы. Температура, являющаяся оптимальной для активного дейст- вия протеолитических ферментов и в том числе пептазы, нахо- дится в пределах 50—52°. На всех стадиях технологического процесса разварки сырья и гидролиза осахариваемые материа- лы не должны подвергаться действию этих температур. В карамельном производстве немаловажное значение имеет титруемая и активная кислотность патоки. Низкая кислотность патоки обусловливает меньшую гигроскопичность карамельной массы благодаря устранению процессов образования инвертно- го сахара. Одна из причин повышения кислотности сиропов — это появ- ление на верстате завода вредной микрофлоры, вызывающей брожение сахарных сиропов. Особую опасность в этом отноше- нии представляют процессы использования сладких промоев для разводки кукурузной муки. Чтобы избежать появления вредной микрофлоры в заторном отделении и на других технологических станциях, необходимо поддерживать температуру сахарных жидкостей в течение всего процесса производства на уровне 62—70° и соблюдать строгий санитарный режим. Для получения сиропов с низким содержанием редуциру- ющих веществ и продуктов белкового распада целесообразен сле- дующий режим гидролиза: в заварной чан выдувается из лагера клейстер; после его охлаждения до 70—72° в чан перекачивается в 2—3 приема солодовая суспензия с таким расчетом, чтобы тем- пература затора не опускалась ниже 68—70°; при этих темпера- турах ведется гидролиз до йодной пробы. При выработке сладкой мальтозной патоки для применения ее в качестве столового сиропа гидролиз ведется при температу- рах, оптимальных для повышения в сиропах содержания редуци- рующих веществ. В этом случае в заварной чан закачивается солодовая суспензия, затем из лагера выдувается клейстер, при- чем температура затора при помощи холодильника поддержива- ется в пределах от 60 до 62°. 92
Хорошие результаты получаются при переработке муки, по- лучаемой из обрушенного проса, или при применении просяного солода в смеси с ячменным. Содержащийся в просяном солоде фермент мальтаза, как было уже сказано, расщепляет крахмал до глюкозы, значительно повышая этим сладость патоки. Такие заторы легко фильтруются. Заторы с высоким содержанием декстринов отличаются по- вышенной вязкостью, что уменьшает скорость их фильтрации, снижая производительность фильтрпрессной станции. Уменьшение, вязкости затора достигается повышением его температуры; сладкий затор прогревается перед механической фильтрацией до 90°. Доведением затора до кипячения достигается частичная коа- гуляция белков, которые в этом 'случае остаются в фмльтрпрес- сной лепешке. Освобождение сиропов от растворимых белков, способных коагулировать, улучшает работу последующих стан- ций, в частности станции костеугольной фильтрации. Процесс механической фильтрации заторов ведется с много- кратным контролем на всех продуктовых коммуникациях транс- портировки сиропа, начиная непосредственно от фильтрпрессов, путем установки контрольных шелковых сит для улавливания взвешенных примесей, в частности мальтозного жмыха, попа- дающего в сироп при недостаточно тщательной сборке фильтр- прессных рам или при прорыве салфетки; сиропы, подающиеся после механической фильтрации в верхнюю сиропную коробку перед костеугольными фильтрами, не должны содержать ника- кой взвеси. Как уже указывалось, мальтозный жмых при недостаточной температуре и длительном пребывании в прессе закисает не- посредственно в рабочих рамах. Своевременная пропарка фильтрпресса и освобождение его от жмыха исключает закисание последнего и заражение стан- ции вредной микрофлорой. ОЧИСТКА СИРОПОВ Основными адсорбентами для очистки мальтозных сиропов являются костеугольная крупка и активированный уголь. На всех крупных мальтознопаточных заводах имеются до- вольно мощные станции костеугольных фильтров с регенера- ционными отделениями, в связи с чем очистка мальтозных си- ропов может производиться с помощью костеугольной крупки, крупки. Костеугольная крупка получается путем обжига кости без доступа воздуха при температуре 500—600?. Хороший костяной уголь представляет собой пористый мине- ральный скелет, покрытый мельчайшими крупинками активного углерода. 93
Такое строение угля и содержание в нем свыше 10% (по су- хим веществам угля) активного углерода придает ему большую адсорбционную способность в отношении ряда солей, особенно фосфатов и гипса, а также органических веществ с большим молекулярным весом, в том числе белковых веществ, что имеет особое значение в мальтозном производстве, в котором сниже- ние содержания азотистых веществ в готовой продукции решает вопрос о качестве патоки. Костеугольная крупка отличается также свойством обесцве- чивать сахарные сиропы и снижать в них титруемую и актив- ную кислотность, что очень важно при кислотности сиропов, превышающей установленные нормы. Состав костеугольной крупки неоднороден и зависит от каче- ства исходного сырья—кости, методов ее обжига и регенерации. В среднем крупка должна содержать не менее 60—70% цевки (угля, полученного из твердых костей), что обеспечивает меха- ническую прочность угля. Оптимальным размером крупки сле- дует считать 4—40 мм. Наличие в крупке мелкого угля и уголь- ной пыли затрудняет фильтрацию сиропов. Безводная костеугольная крупка после регенерации, по дан- ным ЦНИИКППа, в среднем имеет следующий состав в %: Углерод................................9-12 Фосфорнокислый кальций...............81 — 80 Фосфорнокислый магний ................ 1,8—1 Углекислый кальций................... 6,5—5 Сернокислый кальций................• . 0,2—0,3 Песок ........................... 1 — 0,7 Различные примеси ...............• . . 0,5—1 Качество крупки определяется содержанием в ней активного углерода и структурой минерального скелета. Содержание в крупке серых кусочков указывает на недостаточную герметич- ность реторт при обжиге и проникновение в них воздуха. Крупка должна быть черного цвета, но матовой, без блеска. Последний указывает на перекал угля и низкую активность со- держащегося в ней углерода; термическая регенерация крупки должна производиться при строгом соблюдении температурного режима прокаливания. Очистка сиропов с помощью костеугольной крупки дает хо- рошие результаты при соблюдении оптимального режима дей- ствия крупки, что достигается понижением вязкости сиропа пу- тем его прогревания и достаточной продолжительностью контак- та сиропа с углем. Оптимальной температурой для начальных мальтозных си- ропов, направляемых на костеугольную фильтрацию, следует считать 80°. Такая температура должна поддерживаться в филь- тре в продолжение всего процесса фильтрации, что обеспечи- 94
вается надежной изоляцией костефильтров и равномерной и не- прерывной подачей на фильтрацию горячего сиропа. Непрерывный поток сиропов с постоянной температурой обычно создается с помощью решофера. В некоторых случаях в сиропной .коробке над костефильтрами устанавливают глухой паровой змеевик для поддержания -необходимой температуры оиропа. Понижение температуры фильтруемого сиропа нарушает ра- боту станции костефильтров. Сироп становится мутным и иногда закисает непосредственно в костефильтрах. Отрицательно влияет на работу фильтров также повышенная кислотность начальных мальтозных сиропов. В этом случае крупка быстро утомляется, теряя свойство понижать в сиропах общую и активную кислотность. Фактически в этих условиях фильтр перестает снижать кислотность через 10—12 часов ра- боты. Это подтверждается исследованиями ЦНИИКППа (С. Ф. Ралль), которыми установлено, что адсорбционная способность крупки к кислотореагирующим веществам быстро исчерпывает- ся и дольше всего сохраняется по отношению к красящим веще- ствам мальтозных сиропов. В табл. 10 и 14 приводятся резуль- таты испытаний, проведенных в производственных условиях на Новлянском мальтозно-паточном заводе. Таблица 10 Характеристика сиропа поступающий на 1-й фильтр выходящий из 1-го фильтра выходящий из 2-го фильтра КИСЛОТ- НОСТЬ pH цветность кислот- ность рн цветность КИСЛОТ- НОСТЬ pH цветность 1,35 6,04 20,8 1,10 5,92 50,2 0,67 6,17 77,4 1,17 6,20 18,4 1,23 5,94 39,2 1,14 5,94 64,0 1,25 5,90 21,3 1,16 5,90 54,0 1,13 5,60 88,7 1,24 6,06 18,0 1,24 5,81 35,0 1,24 5,90 56,0 Значительное понижение кислотности сиропа (с 1,35 до 1,1 и 0,67) происходит в течение первых 12 часов работы двух костефильтров. В последующие 24 часа (2-я строка таблицы) понижение кислотности не имело места; в продолжение после- дующих 24 часов после перезарядки одного из фильтров свежей крупкой имеет место некоторое понижение кислотности сиропа (с 1,25 до 1,16 и 1,13), которое также прекращается в течение последующих 12 часов (4-я строка). Крупка длительное время сохраняет свою активность по обесцвечиванию мальтозных сиропов: в продолжение первых 12 часов фильтрации цветность снижается в 2,4 раза, после 2-го фильтра еще в 1,54 раза, или суммарно в 3,75 раза. В последу- 95
ющие 24 часа данные по снижению цветности составили соот- ветственно 2,1, 1,63 и 3,48 раза, т. е. почти равны показателям по снижению цветности за первые 12 часов работы фильтров. Таблица 11 Содержание в сухом веще- стве мальтозных паток в% Кислотность в см3 нормаль* ного раствора едкого натра на 100 г сухих веществ пато- ки pH азотистых ве- ществ ЗОЛЫ 1,56 0,44 4,46 6,00 1,20 0,67 4,50 - 6,15 1,37 0,88 5,04 5,15 Для сопоставления качества обработанного крупкой сиропа с необработанным С. Ф. Ралль в табл. 12 приведены данные, характеризующие химический состав мальтозной патоки, очи- щенной на костефильтрах и неочищенной, вырабатываемой на Новлянском заводе. Таблица 12 Покжзатели Очищенная патока Неочищенная патока Содержание азотистых веществ в % ... . • 1,3 2,9 Содержание золы в % • • 0,9 1,3 Кислотность в сж’ нормальной щелочи на 100 г cyzoto вещества мальтозной патоки 4,0 5,0 pH • • . 5,4 5,2 Неочищенная крупкой мальтозная патока мутна, содержит взвешенные хлопьевидные вещества и отличается резким соло- довым привкусом. Обработанная крупкой мальтозная патока почти прозрачна, лишена посторонних привкусов и менее окра- шена. Продолжительность контакта сиропа с костеугольной круп- кой в значительной степени зависит от производительности станции костеугольной фильтрации. В среднем хорошие резуль- таты по очистке сиропов получаются при контакте в продолже- ние 6—8 часов. Одновременно в фильтрах должна находиться крупка, рав- ная по весу 100% вырабатываемой мальтозной патоки в сутки. Замена усталой крупки регенерированной производится из ра- счета 20—30% от веса рабочей крупки ежесуточно. 96
Удельный расход крупки равен 10 кг на 1 т товарной маль- тозной патоки. Нормальная работа фильтра нарушается при загрязнении крупки взвешенными ве- ществами, которые могут попасть в сироп из-за про- рыва фильтрпрессных салфеток. Мальтозный жмых, попадая в фильтр, быстро проникает в ка- пилляры крупки и сильно загрязняет их; крупка полностью теряет свою адсорбционную способ- ность, и костефильтры превращаются в механи- ческие фильтры. Поэтому направляемые на косте- фильтры сиропы должны контролироваться тонким шелковым ситом. Костеугольные фильтры Емкость костеуголь- ных фильтров различна. В среднем фильтр вме- щает 1,5—2,5 т косте- угольной крупки. Фильтр имеет форму цилиндра диаметром до 800 мм и высотой до 6,5 м, изготов- ляется из стального листа толщиной 6—8 мм и рас- считан на давление стол- ба сиропа высотой 10— 12 м. Верхняя часть фильт- ра заканчивается чугун- ной горловиной, диаметр которой обычно равен по- ловине диаметра цилин- дрической части фильтра. Горловина закрывается Рис. 27. Костеугольный фильтр: /—верхняя горловина; 2—воздушный кран; <?—чу- гунная колонка; 4—паровой кран; 5—водяной кран; 6—-кран для слабого сиропа; 7—кран для крепкого сиропа. массивной чугунной крышкой, которая надежно прижимается винтом к верхней, хорошо пригнанной части горловины. Послед- няя имеет резиновую прокладку, обеспечивающую достаточную герметичность фильтра. 7 Зак. 937 97
В боковой цилиндрической части горловины имеется чугун- ная колонка, к которой подведены продуктопроводы для подачи сиропа, остатка сиропа из соседнего фильтра, жидкого сиропа, пара и воды. Все подводки снабжены кранами, через которые попеременно подаются в фильтр перечисленные жидкости и пар. В нижней части фильтра имеется чугунный люк для выгруз- ки отработанного угля. Люк плотно закрывается крышкой, ко- торая прижимается винтом. К нижней сферической части фильтра подведена труба с кра- ном, через которую спускают промывную воду. К нижней части этой трубы подводится вертикальный про- дуктопровод с краном, по которому чистый сироп после фильтра- ции подается в сиропный сборник. Этот продуктопровод имеет ответвление для подачи сиропа в колонку соседнего фильтра. В нижней части фильтра, на крестовине, укладывается сталь- ная решетка с отверстиями диаметром 6—8 мм. Решетка по- крывается ивовой плетенкой, на которую накладывается грубый холст. В таком виде фильтр готов к загрузке его костеугольной крупкой. Обычно фильтры сгруппированы в батареи, состоящие из трех фильтров. Режим работы костеугольных фильтров Первой операцией после загрузки фильтра крупкой является пропарка с целью обогрева и удаления остатков воды. Продувка фильтра паром длится до тех пор, пока из нижнего крана не покажется пар. Затем следует охлаждение крупки, которая после пропарки имеет высокую температуру, что может повысить цветность па- токи; во время охлаждения крупки крышка верхней горловины фильтра снимается. Подготовленный таким образом фильтр заполняется сиро- пом. Эта операция производится при открытом верхнем люке и длится около 1,5 часа, после чего люк закрывается крышкой, ко- торая плотно прижимается винтом. Вначале сироп, выходящий из фильтра, имеет низкую плот- ность, вследствие попадания в него конденсационных вод от про- парки крупки. Такой сироп плотностью 5—6°Бр направляется в сборник жидкого сиропа и используется для разводки куку- рузной муки. Сироп плотностью начиная от 7—8° Бр направ- ляется в сиропную коробку для сгущения в выпарке. ЦНИИКПП в результате производственной проверки работы костефильтров на Новлянском заводе рекомендует установить длительность работы костефильтра 56 часов, причем половину этого времени фильтр работает на свежей крупке последним по ходу сиропа, вторую половину времени — первым, уже с 98
частично утомленной крупкой, получая сироп в этом случае непосредственно из верхней сиропной коробки. По практическим данным Хоботовского завода, длительность работы фильтра 72 часа. Выключение фильтра с утомленной крупкой производится следующим образом: прекращается подача в него сиропа; остав- шийся в фильтре сироп горячей водой выжимается в соседний фильтр. После снижения плотности сиропа до 6° Бр фильтр пе- реключается на сборник жидких сиропов. Выщелачивание сиропа из крупки производится до появле- ния сходов, содержащих только следы сухих веществ па- токи (по ареометру 0° Бр). Таким образом, фильтрация начальных мальтозных сиропов на костефильтрах, составляющих батареи из трех фильтров, про- изводится с расчетом максимального использования адсорбцион- ной способности крупки: на свежую восстановленную после ре- генерации крупку поступает сироп, уже частично очищенный на фильтре, работающем на неполностью утомленной крупке, т. е. активность очистки повышается по ходу сиропа. При такой пос- ледовательности фильтр, загруженный свежей крупкой, работает последним, а фильтр с наиболее утомленной крупкой первым. Регенерация костеугольной крупки С учетом специфических особенностей мальтозного производ- ства и химического состава мальтозных сиропов можно рекомен- довать восстановление крупки производить по схеме, приведен- ной на стр. 100. Крупка промывается непосредственно в костефильтре для выщелачивания из нее сухих веществ патоки, которые остаются в порах крупки. Промытая крупка механическим подъемником подается в пропарник для частичного обезвоживания крупки. Горячая круп- ка после пропарки подвергается просушиванию на металличе- ских плитах, вмазанных в верхнюю часть печи для прокаливания крупки. Высушенная крупка подвергается прокалке в чугунных ре- тортах при температуре 500—560° для обугливания органиче- ских веществ, адсорбированных крупкой при фильтрации маль- тозных сиропов. При этом достигается восстановление естествен- ной убыли углерода, имеющей место при прокаливании крупки; обогащение крупки углеродом способствует восстановлению обесцвечивающей способности крупки1. После прокалки из охлажденной крупки отсеивается уголь- ная мелочь, после чего крупка транспортируется в отделение для химической регенерации. 1 Описанный метод термической обработки крупки для обогащения ее углеродом предложен Б. А. Векслером и Т. Л. Лебедевой. 7* 99
Схема регенерации костеугольной крупки Вода Пар Промывка крупки в костефнльтре I Подъемник I —*• Пропарка I Сушка крупки I Прокалка 1 Отсев угольной мелочи 1 Транспортировка крупки I Кипячение крупки с водой I Кипячение с соляной кислотой t Кипячение с водой Здесь в варочном чане крупка в продолжение 2 часов кипя- тится в чистой воде для отмывки и удаления растворимых ве- ществ, обогативших ее в процессе фильтрации сиропов. Отмытая крупка кипятится в слабом растворе соляной кис- лоты для перевода трехзамещенных фосфатов в двузамещенные, повышающие активность крупки. Последней операцией является кипячение крупки с водой для удаления остаточных кислых солей. Применение в качестве адсорбента активированного угля Станция костеугольных фильтров и регенерации крупки очень громоздка, требует больших затрат труда и топлива. Со- блюдение на этих станциях необходимых санитарно-гигиениче- ских условий сопряжено с большими трудностями. 100
По этим причинам на ряде заводов целесообразно примене- ние более эффективных адсорбентов, главным образом активи- рованных углей, отличающихся большой активностью, приме- нение которых не сопряжено с особыми трудностями. Наиболее широкое распространение имеет кислый древесный уголь типа норита. Этот весьма активный адсорбент получается из березового и соснового угля, подвергающегося специальной термической обработке вначале при 170° для образования актив- ного углерода и в дальнейшем при более высоких температурах. Далее уголь подвергается окислительным процессам под действием водяных паров и углекислоты, в результате чего со- держащийся в нем в количестве около 98% углерод приобре- тает высокую активность. Активированный уголь отличается пористостью и большим количеством капиллярных каналов, чрезвычайно увеличивающих поверхность соприкосновения его с фильтруемой жидкостью. Большое содержание активного углерода и разветвленная пористая поверхность определяют высокую активность этого угля по обесцвечиванию паточных сиропов. Очистка сиропов активированным углем Исследованиями, проведенными на Кореневском опытном за- воде ЦНИИКППа, установлен следующий режим очистки начальных и густых мальтозных сиропов активированным углем. Начальный мальтозный сироп после механической фильтра- ции затора подается в контактный чан, в котором мешалкой смешивается с активированным углем. Длительность контакта 30 минут, температура смеси 70°. Как было уже указано, активированный уголь отличается пористостью и имеет мельчайшие капиллярные каналы. Засо- рение этих капилляров посторонними твердыми веществами резко понижает активность угля; сироп должен подаваться в контактный чан без всякой взвеси. В густых сиропах образуется муть в результате выпадения при сгущении сиропов белков и зольных веществ. Поэтому очи- стке жидких и густых сиропов активированным углем предше- ствует контрольная фильтрация сиропов с диатомитом для отде- ления взвеси. Контакт густого сиропа с активированным углем также длит- ся 30 минут при температуре сиропа 70°. В обоих случаях мутный сироп в начале фильтрации направ- ляется обратно в контактный чан. Густой сироп после фильтра- ции с активированным углем подается на контрольный фильтр- пресс, на полотно которого предварительно нанесена диатоми- товая лепешка. Контрольная фильтрация имеет целью очистку густого сиропа от следов угля, который может оставаться в нем после механической фильтрации. 101
Расход активированного угля на тонну товарной мальтозной патоки составляет 1,2% безводного угля по сухим веществам си- ропа, в том числе на фильтрацию начальных сиропов расходует- ся 0,8%. Расход диатомита достигает 12—15 кг на 1 т мальтозной патоки. Отработанная диатомитовая фильтрпрессная лепешка смешивается с мальтозным жмыхом и используется на корм скоту. В зарубежной технической литературе описаны методы освет- ления паточных сиропов некоторыми глинами, предварительно подготовленными для этой цели. Предварительные опыты для выявления пригодности бенто- нитов для осветления мальтозных сиропов проведены нами в лабораторных условиях ЦНИИКППа. ’ Мальтозный сироп плотностью 55° Бр смешивался с крым- ской глиной типа кила; глина не подвергалась предварительной обработке. После двухчасового отстаивания смесь фильтрова- лась через фильтрпрессную диагональ на воронке Бюхнера. Фильтрованный сироп отличался прозрачностью и пониженной цветностью. Вопрос о применении бентонитов в мальтозном производстве должен быть разрешен путем соответствующих исследований для выявления глин, дающих лучшие результаты, и методов их подготовки и обогащения. ГЛАВА X ПЕРЕРАБОТКА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ЯЧМЕНЬ Ячмень, как культура с относительно высоким содержанием крахмала и растворимых углеводов, представляет интерес для производства ферментативных паток. Однако переработка ячменя сопряжена с рядом трудностей. Ферментативные гидролизаты из ячменной муки вследствие вы- сокой вязкости и содержания геля увариваются (сгущаются) только до плотности 67—70° Бр. Такая патока отличается недо- статочной стойкостью и непригодна для длительного хранения, особенно в теплое время года. По-видимому, причиной образования геля в ячменных пато- ках являются пектиновые вещества, содержащиеся в ячмене. Следует отметить, что при проращивании ячменя для получения 102
из него солода зерно теряет свою способность придавать желе- образную консистенцию вырабатываемой из него патоке. Так, мальц-экстракт, изготовляемый из ячменного солода, лишен признаков геля, даже при сгущении его до высоких концентра- ций—81—33° Бр. Технологический процесс переработки ячменя несколько от- личается от описанных методов переработки кукурузы. Наличие у ячменного зерна твердой цветочной оболочки резко повышает выход фильтрпрессного остатка. В результате быстрое запол- нение фильтрпрессных рам жмыхом снижает производительность этой станции и увеличивает потери со жмыхом сухих веществ патоки. Для устранения этих затруднений ячменную муку следует просеивать через металлическое сито № 056, на котором отде- ляется большая часть оболочки. Ячмень используется главным образом для изготовления со- лода. ПРОСО Пшенная мука отличается от других видов хлебного сырья высоким содержанием энзима мальтазы, расщепляющего нако- пляющуюся в заторе мальтозу на моносахарид глюкозу. Нако- пление глюкозы под действием мальтазы происходит весьма интенсивно: зачастую кристаллы глюкозы выпадают из сиропоз при их сгущении непосредственно в вакуум-аппарате. Вторым существенным признаком проса является свойство крахмала этого сырья, особенно его крупнозернистой фракции, сильно загустевать с образованием очень крутого клейстера при относительно низких температурах, что создает большие за- труднения в процессе клейстеризации и- может вызвать поломку мешальных механизмов. С учетом перечисленных особенностей проса технологиче- ский процесс его переработки должен вестись с расчетом предотвращения образования слишком вязкого и крутого клей- стера и создания оптимальных условий для действия фермента мальтазы. Мучная суспензия изготовляется плотностью 16—'18° Бр и в нее дается 30% солода, предназначенного для ведения затора. Для разжижения клейстера целесообразно применять частично ржаной солод, отличающийся высокой разжижающей способ- ностью. Нагревание суспензии ведется в несколько приемов. Начиная с температуры 50° подогревание ведется очень осторожно, при- чем каждые 10 минут подача пара в поверхности нагрева пре- кращается на 10—15 минут для разжижения первичного клей- стера, получаемого вначале из наиболее крупных зерен крах- мала. 103
Выдерживание затора с солодом в продолжение 1 часа доста- точно для повышения доброкачественности сиропов по глюкозе. Далее гидролиз ведется по обычной схеме. По данным ЦНИИКППа, соотношение между углеводами, выраженное в процентном содержании их в безводной мальтоз- ной патоке, 'получаемой из пшеничной муки, характеризуется сле- дующими показателями: глюкоза ..........•..........• . 50,5 мальтоза........................ 14,5 декстрин........................ 31,0 Высокое содержание глюкозы в сиропах указывает на стой- кость энзима мальтазы к высоким температурам. Так, актив- ность этого энзима сохраняется после клейстеризации крахмала пшенной муки при относительно высоких температурах. картофельный крахмал Ферментативный гидролиз хорошо размытого картофельного крахмала позволяет получать мальтозную патоку высокого каче- ства. ЦНИИКППом и ВКНИИ предложена следующая тех- нологическая схема переработки крахмала на карамельную па- току с помощью ферментов солода. Солодовая мука смешивается с пятикратным количеством те- плой воды и настаивается в продолжение 30 минут при темпе- ратуре 30°. Далее смесь прогревается до 68—70° для инактиви- рования фермента р-амилазы, после чего процеживается через саржевое сито № 10. В процеженную вытяжку дается 1% акти- вированного угля. После тридцатиминутного контакта вытяжка фильтруется в фильтрпрессе, на полотно которого предваритель- но наносится диатомитовая лепешка. Крахмальная суспензия плотностью 25° Бр смешивается с очищенной солодовой вытяжкой, нагревается и выдерживается по 15 минут при температурах 55—60° и 60—65° и в продолже- ние 1,5 часа при 65—70°. Осахаренную массу кипятят 2—3 ми- нуты для инактивирования энзимов солода, после чего в нее дается 1% активированного угля по весу безводного крахмала, пошедшего на осахаривание. После тридцатиминутного контакта в затор дается 0,5% диа- том1ита, после чего осахаренная масса фильтруется на фильтр- прессе. Фильтрат сгущается в вакуум-аппарате до плотности 79,4°Бр. КАРТОФЕЛЬНАЯ МЕЗГА Производство картофельного крахмала заключается в меха- ническом вымывании его из разорванных клеток сырья после двукратного его истирания пильчатой поверхностью терочных. 104
барабанов. Далее следует отделение от крахмальной суспензии клеточного сока и мезги и рафинирование крахмального мо- лока. Коэффициент извлечения крахмала из картофеля в среднем по промышленности в настоящее время не превышает 80%; 20% крахмала картофеля остается в отходах производства, главным образом в картофельной мезге. Картофельная мезга частично используется на кормовые це- ли, однако она является неполноценным кормовым отходом, так как содержит мало белков, лишена витаминов, а главное — имеет большую влажность. Кооперирование методов механического извлечения крахма- ла из клубней картофеля с последующей ферментативной обра- боткой мезги позволяет почти полностью использовать крахмал этого сырья на пищевые цели. Под действием пара давлением 3—3,5 атм разрываются клет- ки мезги, после чего заключающийся в них крахмал подвергает- ся энзиматическому гидролизу. Как известно, энзиматический метод осахаривания является весьма интенсивным и сопряжен с быстрым расщеплением крах- мала на мальтозу и декстрины. Одновременно в процессе осахаривания разваренная масса обогащается белками и витаминами солода и выпускается в виде хорошо спрессованного мальтозного жмыха. Все это повышает кормовую ценность мальтозного жмыха, получаемого из жидкой мезги, делая его вполне транспортабель- ным в пределах района расположения предприятия. Опыты, проведенные на Новлянском паточном заводе в про- изводственных условиях, определили примерную технологиче- скую схему переработки картофельной мезги (см. стр. 106). Для данного производства характерны следующие особен- ности, нашедшие отражение в технологической схеме: 1. Высокая гидрофильность мезги не позволяет доводить кон- центрацию начальной разводки до обычных плотностей. Доста- точно подвижная мезговая суспензия, с консистенцией, необхо- димой для нормальных процессов энзиматического гидролиза, получается, когда содержание сухих веществ в ней не превы- шает 8—10%, что, естественно, не позволяет в дальнейшем по- лучать сиропы достаточной плотности. Повышение концентрации мезговсй суспензии достигается предварительным частичным обезвоживанием сырой мезги на мезгопрессах и разведением отжатой мезги сладкими промоями от фильтрпрессов и костеугольных фильтров, а при их недостат- ке— даже начальными сиропами после механической фильтра- ции затора. Такой метод обогащения мезговой суспензии растворимыми сахарами позволяет значительно повысить концентрацию зато- ра и начальных мальтозных сиропов. 105
Схема производства мальтозной патоки из картофельной мезги Мезгопресс Сладкие- промой Разводной чан Насос I > Мерник I Насос I ---►Лагер С Дробление солода I Сборник СОЛОДОВОЙ суспензии I Насос —>3аторный чан < Насос I Фильтрпресс---- I Сборник сиропа Насос I Верхний сиропный сборник I Костеугольный —►Сладкие фильтр Сиропная коробка I ---► Выпарка I Сборник густого снропа I * Вакуум-аппарат Холодильник I Весы Горячая вода -------» Чан для промывки жмыха I Насос I Пар-----> Фильтрпресс 4 Сборник промоев 4 Насос 4 разводной чан ^.Маль- тозной жмы* промон на раз- водку В 2. Несмотря на высокие скорости фильтрации сладких зато- ров, фильтрлрессные рамы быстро заполняются жмыхом вслед- ствие содержания в заторе большого количества взвешенНых веществ мезги, отличающихся, как было выше указано, высо- кой гидрофильностью. По указанным причинам влажность мальтозного жмыха из мезги повышена, так же как и содержание в нем сухих веществ патоки. Выщелачивание сухих веществ патоки из мальтозного жМы‘ ха путем промывки фильтрпрессной лепешки непосредствен110 в рамах фильтрпресса не дает существенных результатов в прессах с нижним продуктовым каналом. Такими фильтрпресса ми оборудовано большинство паточных заводов. 106
Хорошая промывка жмыха и извлечение из него сухих ве- ществ патоки достигается размешиванием жмыха горячей водой в низовом сборнике, куда поступает жмых самотеком после фильтрации затора. После вторичной фильтрации такой суспен- зии в жмыхе остается незначительное количество сухих веществ патоки. Обогащение начальной мезговой суспензии может произво- диться также добавлением ловушечных, хорошо размытых не- кислых крахмалов или кукурузной муки, улучшающих показа- тели по концентрации начальных сиропов. Как это видно из принципиальной схемы производства, мез- га после сит подвергается прессованию. Эта операция производится на гидровальцовых мезгопрес- сах конструкции ЦНИИКППа с бесконечной лотковой лентой для прессования мезги в тонком слое или на обычном мезго- прессе Яна. Как это было отмечено выше, хорошее обезвоживание мезги на мезгопрессах позволяет обогащать начальную мезговую сус- пензию сахарами для повышения концентрации начальных маль- тозных сиропов. Начальная клейстеризация суспензии и разварка клейстера под давлением пара в 3,5 атм в тонком слое проходит с доста- точной полнотой без признаков карамелизации крахмала. Свойство мезги оседать у кранов и на поворотах в продукто- вой коммуникации должно быть учтено при монтаже этой стан- ции; продуктопровод от мерника к насосу и лагеру не должен иметь углов; продуктовая линия должна иметь подводку пара для продувки на случай засорения. Осахаривание длится 2—2,5 часа и заканчивается при хоро- шей йодной пробе, которая производится на растертом 'в ступке заторе (а не на фильтрате). Механическая фильтрация заторов проходит интенсивно, при скорости до 120 кг сиропа в час с 1 м2 фильтрующей поверхно- сти. Так же хорошо протекает повторная фильтрация промытого жмыха. Очистка начальных сиропов костеугольной крупкой и их сгу- щение может проводиться по методам, описанным выше. Расход прессованной мезги на 1 т товарной мальтозной па- токи—7 т, ячменя для выработки солода—0,2 т. ПРОИЗВОДСТВО мальц-экстракта В производстве мальтозной патоки солод является вспомо- гательным сырьем, расход которого не превышает 10% по отно- шению к исходному неосоложенному сырью. Ферменты солода играют роль катализаторов в процессах гидролиза крахмала, содержащегося в исходном сырье и в самом солоде. 107
За рубежом производятся б значительных размерах маль- тозные продукты из осоложенного сырья, чаще всего из ячмен- ного солода. В зависимости от методов выработки и примене- ния мальтозных продуктов производящие их фирмы присваива- ют патокам различные названия: овомальтин, биомальц, мальц- зупен-экстракт и т. д. Собирательным названием сиропов, полу- чаемых из ячменного солода, является мальц-экстракт. Как это явствует из самого названия, мальц-экстракт пред- ставляет собой комплекс всех растворимых веществ, содер- жащихся в солоде, причем доминирующим компонентом в нем является мальтоза, содержание которой в мальц-экстракте до- стигает 60% и выше (на сухое вещество). На качестве мальц-экстракта, на его вкусовых и прочих свойствах не отражается использование в производстве до 40% неосоложенного сырья. Таким неосоложенным сырьем является ячмень, кукуруза, пшеница и другие злаковые культуры. Технологический процесс производства мальц-экстракта в первой своей части идентичен производству пива. Сухой солод дробится на вальцовой дробилке, после чего производится за- тирание солода при температурах, оптимальных для гидролиза крахмала. Затем сладкий затор фильтруется для отделения от сусла оболочки солода и других взвешенных веществ. Заторный порядок пивоваренных заводов позволяет проводить перечислен- ные операции с хорошими технологическими показателями. Дальнейшие процессы по сгущению сиропов и затариванию продукции ведутся на оборудовании, применяемом в (паточном производстве’ (выпарные установки, холодильник для патоки, устройство для слива готовой продукции и др.). Ниже приводится принципиальная технологическая схема производства мальц-экстракта из сухого ячменного солода с добавлением части неосоложенного сырья в условиях паточного завода. Более полное осахаривание крахмала достигается, как это широко применяется в пивоварении, методом отварок части затора. Примерно третья часть уже частично осахаренного затора перекачивается в вспомогательный чан, где подвергается интен- сивному кипячению, во время которого крахмал хорошо разва- ривается и подготовляется к энзиматическому осахариванию. Отварка, возвращенная в основной затор, несколько повышает его температуру, приближая ее к оптимальной для действия энзимов. Такие отварки производятся до 3 раз, что повышает коэффициент использования мелкозернистого крахмала и соот- ветственно выход продукции. Мальц-экстракт отличается специфическим ароматом и слад- ким вкусом. Состав сухих веществ в экстракте колеблется в за- висимости от методов его изготовления и назначения продук- ции. В основном колебаниям подвержено соотношение между 108
Схема производства мальц-экстракта из сухого ячменного солода 109
редуцирующими сахарами, декстринами и азотистыми вещества- ми, содержащимися в мальц-экстракте. Наиболее характерным является следующий химический со- став мальц-экстракта (в %): Влажность...................•.......... 20,6 В сухих веществах продукции: мальтозы...................•..... 60,0 декстринов..................... . 30,0 азотистых веществ................ 2,0 золы............................. 1,5 пентозанов и пр.................. 6,5 Удельный вес........................... 1,4118 Высокое содержание растворимых углеводов, азотистых со- единений, ряда витаминов и диастатически активных ферментов определяет диетическую и пищевую ценность мальц-экстракта. широко применяемого за рубежом для питания детей, больных и выздоравливающих. ВОДА В производстве ферментативных продуктов вода применяет- ся для приготовления солода, разводки кукурузной муки, в про- цессе гидролиза, при промывке фильтрпрессной лепешки, для конденсации соковых паров при сгущении сиропов в выпарке и вакуум-аппаратах, для хозяйственных надобностей и пр. Примерный расход воды на 1 т мальтозной патоки состав- ляет (в л): на производство солода.............. 1000 на разводку муки.................... 2500 на промывку фильтрпрессной лепешки .... 2000 на конденсатор выпарки и вакуум-аппаратов 32000 на расхолодку патоки и на хозяйственные нужды ... •................................ 1000 Всего . • 38500 Для основных технологических процессов нужна хорошая питьевая вода, которая должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха и вкуса, не давать осадка и не содержать вредной микрофлоры. Важное значение имеет жесткость воды. Как это уже указывалось выше, энзиматический гидролиз протекает успешно при определенной активной кислотности сре- ды. Высокое содержание в воде бикарбонатов кальция и маг- ния, сдвигая pH затора к щелочной зоне, нарушает условия для активного действия амилолитических ферментов. При активной ПО
кислотности затора, соответствующей значению pH 7—8, процесс осахаривания прекращается. Кроме того, специфической особенностью ферментативного гидролиза является получение начальных гидролизатов относи- тельно низкой концентрации, в которых содержание воды дости- гает 80—82%. Сгущение таких гидролизатов до высоких плот- ностей сопряжено с повышением концентрации в готовой про- дукции селей, имеющихся в жесткой воде. В результате патока приобретает неприятный горький привкус. Высокая жесткость также делает воду малопригодной для питания паровых котлов. Жесткость воды обусловливается содержанием углекислых и сернокислых солей магния и кальция. Углекислые бикарбона- ты кальция и магния определяют временную жесткость, так как большинство этих солей выпадает при кипячении воды. Содер- жание кальциевых и магниевых солей различных кислот явля- ется показателем постоянной жесткости воды, так как эти соли при кипячении воды не выпадают и химически не претерпевают изменений. Сумма солей временной и постоянной жесткости составляет общую жесткость, которая обычно выражается в градусах жесткости. Один градус соответствует содержанию 10 мг СаО или 7,1 мг MgO в 1 л воды. Приемлемой для производства мальтозной патоки можно считать воду с общей жесткостью от 12 до 15 градусов. При наличии в воде нежелательной микрофлоры она под- вергается специальной обработке хлорной известью. Расход хлорной извести составляет 25—30 мг на 1 л воды. К качеству воды, предназначенной для различных техниче- ских нужд, в том числе для конденсации соковых паров в кон- денсаторах, предъявляются меньшие требования. Такая вода не должна содержать взвешенных частиц, которые могут засорить коммуникации и конденсатор. Температура воды, применяемой для конденсации соковых паров, должна быть в пределах от 10 до 15°. ГЛАВА XI ПРИМЕНЕНИЕ МАЛЬТОЗНОЙ ПАТОКИ Мальтозная патока представляет собой продукт фермента- тивного .осахаривания крахмала, содержащий также часть рас- творимых веществ зерна, из которого она изготовляется, и со- лода. Ш
Мальтозная патока, полученная биохимическим путем (без применения минеральных кислот, щелочей и других химика- лиев), является натуральным пищевым продуктом. Высокая калорийность, усвояемость и приятный сладкий вкус ставят мальтозную патоку в ряд ценных углеводистых продук- тов в рационе питания человека. Клиникой лечебного питания Научно-исследовательского института питания на основании специальных исследований да- на высокая оценка пищевым достоинствам мальтозной патоки. Б заключении клиники указывается: «Мальтозная патока явля- ется весьма ценным питательным продуктом и стоит много выше другой углеводистой пищи. Всякого рода блюда, приготовлен- ные с мальтозой, являются превосходными на вкус, она может употребляться с чаем, молоком и кофе». Такая высокая оценка мальтозной патоки определяет пути использования этой продукции в качестве столового сиропа, диетического продукта для больных в лечебных заведениях, до- мах отдыха, санаториях, детских садах, яслях, школах и пр. В кондитерской промышленности мальтозная патока может применяться как сахаристый сироп для изготовления некоторых мучнистых и сладких изделий. По данным ВКНИИ, ряд кон- дитерских изделий и полуфабрикатов может изготовляться с за; меной карамельной патоки мальтозной. ВКНИИ проведены исследования в лабораторных и произ- водственных условиях по выявлению пригодности рядовой маль- тозной патоки в производстве мучнистых изделий, в том числе пряников. Выпечка производилась из пшеничной муки 72%-ного помола. В результате проведенных опытных выпечек с мальтоз- ной патокой и соответствующих контрольных выпечек, длитель- ного хранения пряников с последующей их дегустацией ВКНИИ сделан вывод о возможности частичной замены мальтозной па- токой свекловичного сахара в рецептуре некоторых сортов пря- ников. Хорошие результаты получены при изготовлении вафельного грильяжа с мальтозной патокой. Как уже отмечалось, перечисленные исследования проводи- лись с применением рядовой мальтозной патоки, полученной по схеме без размывки сырья с SO2 и очистки сиропов на косте- угольных фильтрах. Значительно большее применение в кондитерской промыш- ленности может получить мальтозная патока, изготовляемая по схеме с размывкой сырья и очисткой сиропов. ВКНИИ проведены исследования с такой мальтозной пато- кой, содержавшей 27% редуцирующих веществ, 0,6% белка, с активной кислотностью, соответствующей значению pH 5,5, в ре- зультате которых сделаны следующие выводы: 1. Показатели по содержанию редуцирующих веществ и активной кислотности мальтозной патоки следует считать впол- 112
не удовлетворительными с точки зрения технологических требо- ваний карамельного производства. 2. В патоке повышено содержание белковых веществ (0,6%)• 3. Результаты испытаний мальтозной патоки на карамельную пробу характеризуются данными табл. 13. Таблица 13 Варка Содержание мальтозной патоки в карамельной массе в % Температура варки кара- мели в -С Результат I 20,0 145 Получена светло-желтая карамель нормального качества II 26,0 150 Карамель прозрачная, хорошего качества III 33,3 155 Карамель с признаками потемне- ния и подгорания Мальтозная патока выдерживает карамельную пробу при до- зировке 26% патоки к карамельной массе. Качество карамели удовлетворительное. 4. Мальтозная патока указанных кондиций может быть ре- комендована для применения в производстве ряда кондитерских изделий. 5. Учитывая, что получение карамельной мальтозной патоки непосредственно из крахмалсодержащего сырья имеет практи- ческое значение, следует усилить станции рафинировки мальтоз- ных сиропов для снижения содержания в патоке белковых ве- ществ и золы, что еще более повысит ценность этой продукции для кондитерского производства. Выводы ВКНИИ говорят о том, что освоение мальтозно-па- точными заводами улучшенной схемы производства с размыв- кой сырья и тщательной очисткой сиропов на костеугольных фильтрах позволит организовать выпуск кондитерской мальтоз- ной патоки в широких размерах. Так как паточные заводы, вырабатывающие карамельную па- току из картофельного крахмала, имеют станции для очистки сиропов костеугольной крупкой, на большинстве этих заводов после разработки рационального режима очистки может быть организован выпуск очищенной мальтозной патоки из кукуруз- ной муки в значительных размерах. В этом случае освобож- даются значительные количества картофельного крахмала, который может быть более эффективно использован на другие нужды народного хозяйства. Следует отметить, что карто- фельный крахмал, в отличие от других крахмалов, в частно- 8 Зак. 937 113
сти от кукурузного, .представляет особую ценность как продукт непосредственного потребления (для приготовления киселей и других продуктов питания). МАЛЬТОЗНАЯ ПАТОКА В ХЛЕБОПЕЧЕНИИ Объем и подбористость хлеба, эластичность мякиша, тонко- стенная пористость, хорошо окрашенная корка, медленное чер- ствение, хорошая пропеченность и вкус, приятный аромат—та- ковы требования, предъявляемые к хорошему хлебу. Среди основных свойств муки, определяющих качество пече- ного хлеба, особенное значение имеет ее газоудерживающая спо- собность. Именно это свойство муки способствует увеличению объемного выхода хлеба, улучшению пористости и водопоглоти- тельной способности, определяющей припек и выход хлеба. Важную роль играют также свойства и состояние белков му- ки, в основном клейковины, наличие растворимых сахаров, про- теолитических и амилолитических ферментов. Работами проф. А. И. Островского и доц. Н. Н. Журавлева установлено, что содержание сахаров в пшеничной муке со- ставляет около 1,5%, в том числе сахарозы 1,17% и других реду- цирующих сахаров 0,33%. В процессе тестоведения под влиянием амилолитических фер- ментов муки содержание в ней редуцирующих веществ возрас- тает в результате образования мальтозы, содержание которой в тесте повышается до 2—3%. Наличие в тесте сахаров, обусловливающих образование углекислого газа при брожении, является важным технологи- ческим фактором в процессе тестоведения. Как это убедительно доказано исследованиями Островского и Журавлева, хлеб, полученный при брожении только собствен- ных сахаров муки, не будет отвечать самым скромным качест- венным нормам. В тесте должен оставаться некоторый излишек сахаров после брожения для улучшения качества хлеба и окра- ски его корки. При недостатке сахаров хлеб получается с блед- ной матовой и рваной коркой, уплотненным мякишем и малым объемным выходом. Основным признаком качества хлеба, его пропеченности и усвояемости, как было отмечено, является разрыхление теста углекислотой в процессе его брожения. Но чтобы разрыхлен- ность и правильная структура пористости мякиша была сохра- нена во время пребывания теста в печи, необходимо, чтобы тесто удерживало некоторое количество углекислоты. Газоудерживающая способность теста в значительной мере зависит от механической прочности и эластичности стенок пор мякиша. В данном случае решающую роль играет качество клей- ковины пшеничной муки, придающей тончайшим стенкам пор нужную прочность. Чем лучше клейковина, тем надежнее поры 114
теста удерживают газ, тем больше объемный выход, лучше про- печенность и другие свойства хлеба. Все же, как указывают авторы, даже большой объемный вы- ход хлеба, который может быть следствием большой газообра- зующей способности муки, еще не обеспечивает необходимого качества хлеба. Нередки случаи, когда при большой газообра- зующей, но недостаточной газоудерживающей способности теста мякиш хлеба отличается крупными и неравномерными порами, в результате чего в печеном хлебе наблюдается отставание корки и неудовлетворительная конструкция пористости вслед- ствие разрыва стенок пор под давлением выделяющейся угле- кислоты. Таким образом, газоудерживающая способность муки яв- ляется одним из решающих факторов, определяющих качество хлеба. Исследования по выявлению влияния сахаров, в том числе мальтозной патоки, на газоудерживающую способность теста, проводились с пшеничной мукой 85%-ного помола. В тесто добавлялась мальтозная патока в количестве 3,75; 7,1; 10,7 кг на 100 кг муки. Температурный режим опытов 30°, продол- жительность каждого опыта — 6 часов. В результате исследо- ваний установлено, что добавление в тесто мальтозной патоки повышает его газоудерживающую способность, причем опти- мальная дозировка патоки равна 10,7% по отношению к выпе- каемой муке. Повторными исследованиями подтверждено положительное влияние мальтозной патоки на газоудерживающую способность теста. Влияние мальтозной патоки на черствение хлеба Черствение хлеба вызывает резкое ухудшение его органо- лептических свойств — вкуса, аромата, общего вида и пр. Мя- киш хлеба теряет свою эластичность: он становится грубым и сильно крошится. Усвояемость черствого хлеба понижается: хлеб в значительной мере теряет свою пищевую ценность. Быстрое черствение хлеба создает большие трудности в эксплуатации крупных механизированных предприятий, выпус- кающих большие количества печеного хлеба со значительным радиусом транспортировки и доставки хлеба торговым точкам на местах потребления. Вопросы улучшения качества печеного хлеба тесно связаны с сохранением его свежести, т. е. замедлением черствения. Несмотря на то, что исследования в этой области ведутся уже давно, реальных результатов в отношении сохранения све- жести хлеба в течение хотя бы 3—4 дней не было достигнуто. Только в последнее время Н. Н. Журавлевым были прове- дены интересные исследования в этой области с применением 8* 115
таких добавок в тесТо, как агар, картофельная мука, клейстери- зованный крахмал, декстрин, сгущенная молочная сыворотка, мальтозная и глюкозная патока. В результате этих испытаний установлено, что наибольший эффект получается при добавлении мальтозной патоки. Затем следуют глюкозная патока, декстрин, свекловичный сахар, мальтоза и глюкоза. Влияние добавки в тесто 7,5% мальтозной патоки на замед- ление черствения хлеба убедительно иллюстрируется исследо- ваниями А. И. Островского и Н. Н. Журавлева, позволяющими сделать вывод о бесспорном влиянии мальтозной патоки на замедление черствения печеного хлеба. Хлеб, выпекаемый с добавлением в тесто 7,5% мальтозной патоки, через 72 часа со- храняет эластичность корки и мякиша, в то время как кон- трольный хлеб утрачивает эти качества: мякиш контрольного хлеба становится крошковатым и деформируется при надавли- вании пальцем; прилегающая к корке часть мякиша контроль- ного хлеба затвердевает на 10—20 мм. Исследования по выявлению технологических показателей улучшающего влияния мальтозной патоки на качество хлеба и хлебобулочных изделий проведены Всесоюзным научно-исследо- вательским институтом хлебопекарной промышленности, Ива- новским трестом хлебопечения, Орехово-Зуевским комбинатом, Центральной лабораторией б. Росглавхлеба и другими органи- зациями. При выпечке хлеба из пшеничной муки 30, 75 и 85%-ного помола в тесто добавлялось 5—7,5% мальтозной патоки; тесто изготовлялось опарным способом, выпечка производилась с трехкратной повторностью. Уже в тесте наблюдается улучшающее влияние мальтозной патоки: в конце брожения тесто становится суше и эластичнее. Длительность брожения теста сокращается на 19 минут, дли- тельность расстойки увеличивается на 4 минуты. Потери при брожении теста с мальтозной патокой несколько меньше, чем у контрольного (на 0,24%). Выход хлеба почти полностью компенсирует расход мальтозной патоки. Качество хлеба, выпеченного с добавлением в тесто маль- тозной патоки, улучшается: корка хлеба становится румянее и глянцевитее, чем у контрольного, мякиш эластичнее, пористость равномернее, хлеб становится вкуснее, ароматнее, объем хлеба увеличивается, замедляется его черствение. Цвет мякиша хлеба, выпекаемого из муки 30%-ного помо- ла, несмотря на сравнительно темный цвет неочищенной маль- тозной патоки, применявшейся при исследованиях, мало изме- няется. Он принимает кремовый оттенок, который обычно полу- чается при прибавлении в тесто яиц. Отмечаем исследования, проведенные Центральной лабора- торией б. Росглавхлеба с применением мальтозной патоки при 116
выпечке пшеничного хлеба из муки II сорта и формового хлеба из муки I сорта. Следующие результаты получены при добавлении 5% маль- тозной патоки в тесто из пшеничной муки II сорта: а) продолжительность брожения теста с мальтозной пато- кой сокращается на 20 минут; б) удельный объем 100 г печеного хлеба увеличивается - на 9, пористость на 4%; Рис. 28. Формовой хлеб из пшеничной муки I сорта с добавлением в тесто 5% мальтозной патоки: а—контроль; 5—хлеб с добавлением 5% мальтозной патоки. в) влажность печеного хлеба снижается, выход хлеба по- вышается в сравнении с контрольным на 7—8%; г) мякиш хлеба становится более эластичным, пористость более равномерной, тонкостенной, вкус и аромат улучшаются. Аналогичные результаты были получены при выпечке фор- мового хлеба из пшеничной муки I сорта и простых батонов из пшеничной муки I сорта с добавлением 5% мальтозной патоки. Фактический выход хлеба превышает выход контрольного на 6—7°/о- Батоны получаются более подбористыми, с румяной коркой, равномерной и тонкостенной пористостью. В сахарных батонах из пшеничной муки II сорта свеклович- ный сахар заменялся мальтозной патокой. Исследованиями установлено: замена свекловичного сахара мальтозной патокой из расчета 1,4 кг патоки вместо 1кг сахара сокращает время брожения теста на 10 минут, улучшает пори- стость мякиша, придает батонам лучший аромат. Выход сахарных батонов с мальтозной патокой равен выходу контрольных батонов. Для проверки технологических показателей, накопленных в результате многочисленных работ по применению мальтозной патоки в хлебопечении, уточнения оптимальной дозировки пато- ки и выходов хлеба Ленинградским отделением Всесоюзного научно-исследовательского института хлебопекарной промыш- ленности проведены массовые выпечки хлеба с применением 117
мальтозной патоки на хлебозаводах имени Бадаева и «Красная Заря» в Дзержинском районе Ленинграда. На каждом заводе в продолжение двух недель выпечка хлеба производилась с добавлением мальтозной патоки. Всего было выработано 200 т простых батонов и формового хлеба из пшеничной муки I сорта. Мальтозная патока, очищенная костеугольной крупкой, по- ступила с Пензенского мальтозного завода. В результате этих исследований Ленинградским отделе- нием ВНИИХПа сделаны следующие выводы: 1. Применение мальтозной патоки, очищенной на косте- угольных фильтрах, при выпечке хлеба и булочных изделий из пшеничной муки I сорта не затемняет мякиша. 2. Оптимальная дозировка мальтозной патоки составляет для хлебобулочных изделий из пшеничной муки I сорта 5%, II сорта — 3% в отношении к затрачиваемой муке. 3. Добавление мальтозной патоки в указанных дозировках улучшает качество пшеничного хлеба, в рецептуру которого не входит сахар, в том числе батонов простых из пшеничной муки I и II сорта, пшеничного формового хлеба из муки I и II сорта. 4. При массовых выпечках хлеба с мальтозной патокой не наблюдалось отрицательного влияния патоки на технологиче- ские процессы тестоведения и качество хлеба: а) не отмечалось появления липкости теста, которое хорошо проходило через тесторазделочные агрегаты (тестомеситель СД, округлитель СК и тестозакаточная машина СЗК-Р); б) не отмечалось также снижения удельного объема и по- ристости хлеба; в) кислотность хлеба не изменялась. 5. Добавление 5% мальтозной патоки в изделия из пшенич- ной муки ! сорта дает увеличение выхода батонов на 3,91% и формового хлеба на 6,76%. 6. Влияние мальтозной патоки на качество печеного хлеба заключается в следующем: значительно улучшается окраска корки, структура пор мякиша, вкус и аромат хлеба; замедляется черствение хлеба, влажность мякиша подового хлеба снижается на 0,5—4,0%. Приведенный далеко не полный перечень исследовательских работ с достаточной убедительностью характеризует мальтоз- ную патоку как универсальный и незаменимый улучшитель всех сортов хлеба и изделий расширенного ассортимента, выпекае- мых из пшеничной муки. В Советском Союзе, где удельный вес пшеничного хлеба и хлебобулочных изделий в общем ассортименте пищевых продук тов, потребляемых населением, очень значителен, улучшение качества хлеба является одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед пищевой промышленностью. 118
Крахмало-паточная промышленность должна обеспечить бес- перебойное снабжение хлебозаводов высококачественной саха- ристой мальтозной патокой. ГЛАВА XII ТЕХНОХИМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И УЧЕТ ПРОИЗВОДСТВА I. Сырье Кукуруза Зерновая кукуруза, поступающая на мальтозные заводы, должна содержать не более 15% влаги, 3% сорной примеси, в том числе зерен, пораженных болезнями, не более 2% и зерно- вой примеси не более 5%. К сорной примеси относится минеральная и органическая примесь, сорные семена и весь проход при просеивании куку- рузы через сито с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм. К зерновой примеси относятся битые, изъеденные зерна куку- рузы, проходящие через сито с круглыми отверстиями диа- метром 4,5 мм, зерна кукурузы, пораженные бактериальными заболеваниями. Кукуруза в початках должна соответствовать действующе- му ГОСТу, предусматривающему, что влажность зерна должна быть не более 18%, сорная примесь — 3%. Приемка зерновой кукурузы. Отбор проб кукурузы, посту- пающей на завод, производится из каждого вагона. Кукуруза отбирается в 5—11 местах, в зависимости от грузоподъемности вагона на различных уровнях: верхнем (в 10 см от поверхно- сти), среднем и нижнем с помощью конического штангового щупа. Полученные пробы смешиваются, затем на столе общая про- ба выравнивается линейкой и ей придается форма квадрата. Последний делится диагоналями на 4 части. Две противополож- ные части квадрата собираются, вновь тщательно перемеши- ваются и выравниваются на стеле в форме квадрата. Далее вновь производится та же операция с использованием противо- положных частей квадрата. Так поступают до получения пробы в количестве, необходимом для анализов. Такая проба счи- тается средней. Определение влажности кукурузы. Определение влажности производится (при приемке зерна) путем взвешивания навески дробленой кукурузы до и после высушивания ее до постоянного 119
веса. Разность в весе пересчитывается на 100 г кукурузы, что и является содержанием влаги в процентах. Навеска 5 г молотой кукурузы подвергается высушиванию в сушильном шкафу при температуре 105°. Высушивание до постоянного веса длится не более 4 часов. После этого бюкса прикрывается крышкой и переносится в эксикатор с серной кис- лотой или хлористым кальцием. По охлаждении бюкса с содер- жимым взвешивается. Влажность, как было выше сказано, рав- на разности между начальным и конечным весом. Влажность кукурузы может быть определена также мето- дом сушки дробленого зерна при температуре 130° в продолже- ние 40 минут или при температуре 115° в продолжение 2 часов. Основным методом определения влажности кукурузы являет- ся высушивание молотого зерна при 135° в течение 40 минут в шкафу Тринклера. Шкаф Тринклера представляет собой су- шильную камеру, заключенную в стальной кожух. Ряд отвер- стий в стенках и в дне камеры обеспечивает хорошую циркуля- цию в ней воздуха. Нагревание камеры производится ламповой горелкой; температура сушки проверяется термометром, укреп- ленным в 625 мм над нижней сеткой сушильной камеры, на которой находятся бюксы с высушиваемым материалом. В нагретый шкаф помещаются бюксы с навесками дробленой кукурузы, после чего температура в сушильной камере доводит- ся до 135°. Через 40 минут бюксы переносят в эксикатор. Определение кислотности кукурузы (метод, принятый в спир- товой промышленности). Кислотность кукурузы определяется титрованием в присутствии индикатора фенолфталеина. Навеска в 5 г тонко размолотой кукурузы смешивается с 30 см3 дистиллированной воды в эрленмейеровской колбе. В суспензию дается 4—5 капель раствора фенолфталеина, после чего каплями, при постоянном взбалтывании, в колбу добав- ляется 0,1 N раствор NaOH до появления неисчезающего розо- вого окрашивания. Титрование ведется на белом фоне, который повышает контрастность окрашивания мучной суспензии. Рас- ходуемый раствор щелочи пересчитывается на 100 г сырья. Пример. На навеску в 5г кукурузной муки израсходовано 1,5 мл 0,1 У раствора едкого натра. Кислотность исходного сырья будет: 1,5X100 5X10 Кислотность нормального сырья не должна превышать 2,5— 3°, т. е. на нейтрализацию кислоты, содержащейся в 100 г измельченного зерна, расход нормального раствора едкого натра не должен превышать 2,5—3 мл. Определение засоренности кукурузы. Засоренность кукурузы определяется следующим образом: навеска в 100 г зерна про- сеивается на сите с диаметром отверстий 2,5 мм. 120
Остаток на сите переносится на чистую белую бумагу на столе и из него отбирается зерновая и сорная примесь. К по- следней прибавляется все, что прошло через сито. Вес обоих примесей является их процентным содержанием в зерне. Определение затхлости зерна. Для лучшего распознавания за- паха, свойственного порченому плесневелому зерну, некоторое количество зерна заливают водой, имеющей температуру 60— 70°, и спустя 2—3 минуты, подвергают его органолептической оценке на запах. Определение зараженности зерна вредителями. Проба зерна просеивается одновременно через 2 сита с диаметром круглых отверстий 2,5 и 1,5 мм. Отсевы наносятся тонким слоем на чистый стол или стекло и тщательно просматриваются через лупу. Амбарный клещ обычно проходит через сито с отверстиями 1,5 мм, долгоносик, хлебный точильщик, рыжий мукоед — через сито с диаметром отверстий 2,5 лии. Количество вредителей на 1 кг зерна определяет степень его зараженности (табл. 14). Таблица 14 Степень зараженности Количество клешей на 1 кг зерна Количество прочих вреди- телей на 1 кг зерна 1 От 1 до 20 включительно От 1 ДО 5 II Свыше 20 От 6 до 10 III Клещи образуют сплошной слой Свыше 10 Приемка кукурузы в початках. Пробы кукурузы в початках отбираются при разгрузке вагонов. Из каждого вагона отби- рается постепенно, по мере разгрузки, 100 початков, причем каждая проба состоит из 5 лежащих рядом початков. Отобранная проба подвергается органолептической оценке на зараженность вредителями, засоренность, наличие гнилых и заплесневелых початков и пр. Отдельно определяется влажность обрушенного зерна и стержня початка. Из последней в трех местах вырезаются ку- сочки толщиной в 2—3 см, которые измельчаются и сушатся, как зерно. Влажность кукурузы в початках выражается дробью, в числителе которой значится влажность зерна, в знаменателе — влажность стержня початка. Контроль при хранении кукурузы. При хранении кукурузы в зерне и початках ведется наблюдение за самосогреванием 121
сырья и появлением амбарных вредителей (клеща, долгоноси- ка и др.). Температура сырья измеряется термометром, опускаемым на различную глубину в 5—6 точках хранилища. Кукуруза, в которой обнаружены очаги самосогревания, пе- рерабатывается в первую очередь. Для ликвидации очагов пор- чи зерна последнее несколько раз перелопачивается и подвер- гается усиленной вентиляции. Контроль за состоянием кукурузы производится каждые 5 дней. Контроль при обмолоте кукурузы. Контроль за обмолотом кукурузы заключается в отборе средних проб кукурузного стержня после обмолота и исследовании полноты их обруши- вания. Определение крахмалистости сырья. Содержание крахмала в сырье определяется различными методами. На мальтозных за- водах крахмалистость определяется с помощью поляриметра. Поляриметрический метод определения крахмала основан на свойстве ряда веществ, в том числе сахаров, вращать плос- кость поляризации проходящих через них лучей света. Такие вещества называются оптически активными, некоторые из них вращают плоскость поляризации вправо (мальтоза, глюкоза, сахароза, крахмал, декстрины), часть — влево (фруктоза). Оптически активные вещества различаются своим удельным вращением, которое обозначается [a]D. Угол вращения вычисляется по формуле: 20 D Д-100 1-С ’ 20 ОАО где:-----удельное вращение при температуре 20 и натрие- D вом источнике света; а—угол отклонения в градусах, показываемый поляри- метром; I—слой испытуемого раствора; С — содержание сухих веществ в г в 100 мл раствора. Определение угла вращения плоскости поляризации произ- водится в полутеневых поляриметрах различных конструкций. Поляриметрический метод Эверса. Навеска в 5 г хорошо измельченного зерна переносится в мерную колбу ем- костью 100 мл. Сюда же вводится 50 мл раствора соляной кис- лоты (1,124% НС1). После тщательного размешивания содер- жимого колба погружается на 15 минут в кипящую баню; по- мешивание содержимого колбы производится в течение первых 3 минут. Вынутая из бани колба доливается водой до 90 мл и охлаждается до 20°. 122
Содержащиеся в растворе белки осаждаются 2 мл раствора молибденовокислого натрия1, после чего колба доливается водой до метки, содержимое фильтруется и поляризуется в трубке длиной 200 мм. Произведение найденных градусов поляриметра на коэффи- циенты Эверса для крахмалов различных культур дает процент- ное содержание крахмала в сырье. Коэффициенты Эверса для крахмала Кукурузный..........................1,879 Ячменный ..... •.................. 1,912 Просяной............................1,818 Пшеничный......... .......... . . 1,898 Сорговый.......................... 1,925 Картофельный........................1,775 Пример. Поляризация 35°. Содержание крахмала в испытуемом сырье составляет 35X1,879=65,7%. Результат пересчитывают на сухое вещество кукурузы. Определение поправки на растворимые угле- воды по Щербакову. 10 г кукурузной муки помещают в мерную колбу на 100 мл, приливают около 75 мл воды и при помешивании оставляют на 1 час, после чего добавляют 5 мл. 10%-ного раствора танина, 5 мл свинцового уксуса и доливают до метки насыщенным раствором сернокислого натрия, пере- мешивают и фильтруют. 50 мл фильтрата переносят в мерную колбу на 100 мл, при- бавляют 3 мл 25%-ного раствора соляной кислоты, после чего колбу ставят на 15 минут в кипящую водяную баню. Далее поступают, как описано выше в методе Эверса (до- бавляют 2 мл раствора молибденовокислого натрия, доливают до метки, фильтруют, поляризуют в трубке длиной 200 лии). Найденный угол вычитают из угла, полученного при первой поляризации. Умножением разности на коэффициент Эверса получают процентное содержание крахмала. Пример. При первой поляризации в трубке длиной 200 мм филь- трата, полученного из навески 5 г кукурузной муки, в поляриметре найдено 35°, при повторной (из навески 10 г) — 1°. Тогда содержание крахмала в муке составит; (35—1) • 1,879=63,886%. Определение степени помола кукурузы. Навеска муки в 50 г просеивается в продолжение 10 минут через сито № 056 (32). Остаток на сите взвешивается и пересчитывается в проценты к взятой навеске. При просеивании муки 85%-ного помола остаток на сите не должен превышать 2%. 1 Для пшеницы 3 мл, для картофеля 1,5 мл. 123
Таблица 15 Справочная таблица нумерации облегченной шелковой ткани для сит Номер облегченных 1 сит по ГОСТу 4403-48 (число отвер- стий ив 1 пог. см) 1 . Старый номер (для справки) Заменяют старые номера снт с числом отверстий Номер облегченных снт по ГОСТу 4403-48 (число отвер- стий ив 1 пог. см) 1 Старый номер (для справки) 1 Заменяют старые номера снт с числом отверстий на 1* на 0,25я на 1* на 0,25* 7 0000 17,8 4,5 43 X 109,2 27,3 9 000 22,9 5,7 46 XI 116,8 29,2 11 00 28,0 7,0 49 XII 124,5 31,1 15 0 38,1 9,5 52 XIII 132,1 33,0 19 1 48,3 12,1 55 XIV 139,7 31,9 21 II 53.3 13,3 58 XV 147,3 36,5 23 III 58,4 14,6 61 XVI 154,9 38,7 25 IV 63,5 15,9 64 XVII 162,9 40.7 27 V 68,6 17,1 67 XIX 170,2 42,6 29 VI 73,7 18,4 70 XX 177,8 44,5 32 VII 81.3 20,3 73 XXI 185,4 46,4 35 VIII 88,9 22,2 76 XXV 193,0 48,2 38 IX 96,5 24,1 — — — Просо Определение содержания в просе оболочки и ядра. Содер- жание цветочной оболочки в значительной степени определяет выход обрушенного зерна. Поэтому определение содержания оболочки должно проводиться с возможной тщательностью. Навеска в 5 г проса переносится в фарфоровую ступку, в которой отделение оболочек от зерна производится пестиком, обернутым металлической сеткой. Полученное обрушенное семя отделяют от оболочки, взвеши- вают и пересчитывают в проценты к исходному сырью. Ячмень Определение зараженности ячменя вредителями. Отсев, по- лучаемый от 1 кг ячменя, прошедшего через сито с диаметром отверстий 1,5 и 2,5 лш, просматривается в тонком слое через лупу. Первая степень зараженности характеризуется содержанием в отсеве до 20 клещей, вторая — свыше 20 и третья наличием больших колоний клеща. По содержанию долгоносика первая степень зараженности определяется содержанием до 5 вредителей, вторая — до 10, третья — свыше 10. 124
Определение натуры ячменя. Вес 1 л зерна определяет его натуру. Чем тяжелее ячмень, тем выше в нем содержание крах- мала, который преобладает в эндосперме ячменя. Согласно действующему ОСТу 1 л хорошего пивоваренного ячменя должен весить не менее 565 г. Натура ячменя определяется с помощью весов специального устройства — метрической пурки. Прибор состоит из весов, мерки, имеющей в верхней части круглую щель, ножа, падаю- щего груза, наполнителя, цилиндра со сменной конусной голов- кой. Метрические пурки применяются двух размеров: 0,25 л и 1 л. Отвес зерна производится следующим образом: в щель мер- ки вставляется нож с падающим грузом, после чего на мерку с помощью насадочного кольца надевается наполнитель. Ци- линдр для засыпки наполняется ячменем и закрывается ворон- кой, после чего он опрокидывается над наполнителем, который равномерно заполняется зерном через воронку цилиндра. После этого цилиндр удаляют и нож вынимают из щели. После заполнения мерки нож осторожно вставляют в щель, лишние зерна удаляют, мерку с зерном подвешивают на коро- мысло весов и уравновешивают гирями. Натура ячменя может быть условно определена также взве- шиванием 1000 зерен. По данным Н. И. Булгакова, вес 1000 зе- рен пивоваренного ячменя в среднем составляет 40 г. Пересчет веса <1000 зерен по безводному ячменю производит- ся по формуле: .__ (100 — w)a ~~ 1С0 где: А — вес 1000 зерен безводного ячменя в г; а — вес 1000 зерен воздушносухого ячменя в г; w—влажность зерна в %. Определение влажности ячменя. Определение влажности ячменя производится по методам, описанным в разделе «Опре- деление влажности кукурузы». Определение прорастаемости ячменя. Для выявления при- годности ячменя для солодоращения определяются: а) энергия прорастания зерна, т. е. интенсивность и равно- мерность прорастания зерен, способных давать росток в про- должение трех дней со дня замочки; б) всхожесть ячменя — способность зерна к прорастанию через 5 дней после замочки. Отсчитывается 300—500 зерен ячменя, которые переносятся в стеклянную воронку с каучуковой трубкой и зажимом. В во- ронку вкладывается стеклянный шарик, который не позволяет зернам проскакивать в нижнюю вытянутую часть воронки. Зерно заливается комнатной водой, уровень которой выше поверхности зерна на 20—30 мм. В таком состоянии зерно 125
оставляют на 3—4 часа. Далее вода сливается через каучуко- вую трубку, и воронку с отключенным зажимом на трубке оставляют на 15—20 часов. На это время поверхность зерна прикрывается кружком из влажной фильтровальной бумаги, для того чтобы верхние зерна не высыхали. По истечении этого времени зерно вновь заливается водой на 3—4 часа, после чего вода сливается. Так ведется попере- менное замачивание зерна в течение 5 суток. Подсчет зерен, давших ростки, производится через три дня после начала замочки и в конце процесса; первый показатель определяет энергию прорастания, второй — всхожесть зерна. Пример. Из 500 замоченных зерен через 3 суток дали ростки 450 зе- рен, через 5 суток — 470 зерен. Тогда энергия прорастания зерен равна 450 • 100 500 = 90%, всхожесть ячменя 470 • 100 500 = 94%. При поступлении ячменя на завод пользуются ускоренным методом определения всхожести. Ячмень кипятят в воде в про- должение 30 минут. Потемнение зерен указывает на потерю ими всхожести, сохранение начального цвета характеризует зерно, способное к прорастанию. Зерно не должно иметь плесени и неприятного кислого запа- ха. Нормальный цвет зерен ячменя светло-желтый. Потемнение кончиков зерна также указывает на потерю способности к про- растанию. Определение сорной примеси. Определение засоренности зер- на производится на аппарате Фогеля (рис. 29), в котором Рис. 29. Аппарат Фогеля для определения засо- ренности зерна. 126
набраны сита с различными отверстиями: 1-е сито с диаметром отверстий 2,8 лии, 2-е—2,5 мм, 3-е—2,2 мм. Аппарат приводит ся в движение вручную, длительность просеивания зерна 5 ми- нут. За это время сита делают около 1000 колебаний. Отобранная примесь взвешивается и выражается в процен- тах. Чистый ячмень содержит не больше 2% зерновой примеси; при наличии указанной примеси свыше 5% ячмень считается засоренным. Определение крахмалистости ячменя. Содержание крахмала в ячмене определяется по методу Эверса, описанному в разделе «Определение крахмалистости сырья». II. Солод Определение влажности набухшего зерна. Влажность набух- шего зерна в конце замочки определяется одним из методов, описанных в разделе «Определение влажности кукурузы». Н. И. Булгаков рекомендует следующий ускоренный метод определения влажности. Сушке подвергается навеска ячменя в зерне, которая поме- щается в бюксе. Температура сушки 60—65°. Досушивание зерна производится при температуре 100—>105°. Подсчет влаги ведется по формуле 100-fr W —------, а где: а—навеска зерна в г; Ь—вес выделившейся воды в г. Практически влажность набухшего зерна по окончании про- цесса замочки определяется по таблице, составленной Фертма- ном (приложение 3). Для пользования этой таблицей необхо- димо предварительно определять исходную влажность замачи- ваемого ячменя и вес 1000 г зерна после замочки. Пример. 1000 г зерна с начальной влажностью 15% после замочкн весят 1580 г. По таблице влажность этого набухшего ячменя составляет 46,2%. Определение влажности растущей гряды. Лабораторный кон- троль за растущим зерном заключается в своевременном опре- делении влажности и температуры каждой грядки солода. Кроме химического определения влажности солода, важную роль играет также органолептический контроль, устанавливаю- щий недостаток влаги у растущего зерна, интенсивность или за- медленность роста корешков и зародышевого листка, нормаль- ный букет зеленого солода, посторонний, нежелательный, плес- невелый запах и пр. 127
Если после сильного сжатия в горсти зеленого солода ладонь остается сухой, то это указывает на недостаток влаги в расту- щем зерне; в этом случае необходима немедленная поливка и перелопачивание. При растирании зрелого зеленого солода между пальцами не должно получаться мажущей кашицы. Последняя должна быть крупитчатой, не оставляющей следов влаги. Такая кашица указывает на хорошее растворение эндосперма солода. Корешки солода должны быть белыми, упругими,, ветвисты- ми. Удлиненные корешки указывают на недостаточность разви- тия растущего зерна и недостаток влаги. Размер зародышевого листка на седьмой-восьмой день ра- щения должен быть равен или несколько больше длины зерна. Росток должен быть белого цвета. Определение диастатической активности солода. Осахари- вающая и разжижающая активность солода имеет большое значение в технологии производства. Фактически энзиматиче- ская активность солода в основном определяет его качество. Осахаривающая способность солода определяется различны- ми методами. Приводим описание методов, наиболее приемле- мых в практике мальтозных заводов. 1. Быстрый, но недостаточно точный метод состоит в опреде- лении времени, необходимого для осахаривания крахмала, со- держащегося непосредственно в испытуемом солоде. Навеска 100 г зеленого солода высушивается одним из описанных методов в сушильном шкафу при температуре не выше 40—50° до 15% влажности. Сухой солод размалывается в тонкую муку, которая в хими- ческом стакане емкостью 500 мл смешивается с четырехкратным количеством теплой воды ппи температуре 50°. Стакан поме- щают в водяную баню, предварительно подогретую до 55°. При этой температуре суспензию выдерживают 30 минут, причем через каждые 5 минут ее помешивают стеклянной палочкой. Далее затор медленно, в течение 30 минут, подогревают до 70°. По достижении этой температуры через каждые 5 минут бе- рется йодная проба. При неизменности цвета йода осахарива- ние считается законченным. Длительность осахаривания, начиная от момента доведения затора до 70°, характеризует активность солода. Длительность осахаривания хорошего солода 20 минут, сред- него 25 минут, ниже среднего 30 минут. йодная проба берется следующим образом: 1—2 капли зато- ра стеклянной палочкой наносят тонким слоем на белую фарфо- ровую пластинку. Затем сюда же добавляется 2 капли водного раствора йода. 2. 25 мл 1%-ного раствора растворимого крахмала смеши- вают в мерной колбе емкостью 50 мл с 22 мл дистиллирован- 128
ной воды. Смесь нагревают до 31—32°. К нагретому раствору добавляют 2 мл солодовой вытяжки, после чего содержание колбы доводится водой до метки и перемешивается; отмечается время. Через каждую минуту отбирают каплю жидкости, кото- рая смешивается с каплей рабочего йодного раствора на белой фарфоровой пластинке. Осахаривание считается законченным, когда капля йодного раствора не будет изменять окраски в смеси с каплей испытуемого раствора в течение первых 10 сек. Изменение окраски особенно отчетливо видно на границе со- прикосновения капель раствора крахмала и йода. Время осахаривания должно быть в пределах от 10 до 20 минут. Если оно будет меньше 10 минут, то определение следует повторить, уменьшив вдвое количество добавляемой солодовой вытяжки. Если осахаривание длится дольше 20 минут, то количество солодовой вытяжки следует соответственно увеличить. Предель- ное увеличение объема солодовой вытяжки — 25 мл, в этом случае дистиллированная вода не добавляется. Величина диастатической активности в условных единицах вычисляется по формуле ДС = 0.25-60 а-Ь где: 0,25—количество крахмала в г, которое находится в 25 мл раствора крахмала; а—количество солода в г, соответствующее прибавлен- ному количеству солодовой вытяжки; b—количество минут, за которое произошло полное осахаривание; 60—пересчет на единицу времени—1 час. Пример. К 25 мл раствора крахмала добавлено 22 мл нагрета до 31°, к яей прибавлено 2 мл солодовой вытяжки, ствует 0,2 г солода, н общий объем смесн прибавлением .воды 50 мл. Окраска раствора йодом перестала изменяться через 10 0,25-60 = =7’5 г!час- воды, смесь что соответ- доведен до минут. ДС хорошего зеленого солода равна 3 г!час. Приготовление солодовой вытяжки и рабочих растворов. 1. Солодовая вытяжка. .10 г измельченного солода смы- вают дистиллированной водой в мерную колбу на 100 мл, при- ливают 10 мл буферного раствора, доливают дистиллированной водой до метки, перемешивают и выдерживают на водяной ба- не или в термостате 30 минут при температуре 30°, периодиче- ски помешивая. Полученная солодовая вытяжка отфильтровывается через бумажный фильтр. 9 Зак. 937 129
2. 1%-ный раствор растворимого крахмала. 1г растворимого крахмала клейстеризуется обычным методом в 80 мл дистиллированной воды. После охлаждения в раствор крахмала прибавляется 10 мл буферного раствора и жидкость водой доводится до 100 мл. 3. Буферный раствор. 1,815 г КН2РО4 растворяют в 200 мл воды; pH раствора 4,9. Отбор средней пробы зеленого солода. Средняя проба отби- рается из каждой гряды солода перед пуском ее в производство. Отбор пробы производится в нескольких местах по конвертно- му плану с отступлением от края грядки на 200—500 мм на различной высоте слоя растущего зерна, в том числе и у самого тока, так как непроросшие зерна обычно находятся в самой нижней части гряды. Отобранный материал хорошо перемешивают и отбирают от него навеску для определения влажности и внешнего вида со- лода. Остаток вновь перемешивают и от него отбирается 40—50 г, которые измельчают до состояния тонко и равномерно растер- той массы, что достигается дроблением на мясорубке или растиранием в ступке. После перемешивания из растертой массы отбирается навеска для определения диастатической активности солода. Метод Эфрона (определение диастатической активности). Из 6 г хорошо измельченного солода делается вытяжка: измель- ченный солод переносят в колбу, в которой он смешивается с 100 мл воды, имеющей температуру 60°. Далее колбу поме- щают в водяную баню, в которой при частом помешивании ее выдерживают 1 час. Полученную таким образом солодовую вытяжку быстро охлаждают до 30° и фильтруют. 50 мл фильтрата пипеткой пе- реносят в мерную колбу на 100 мл, которую доливают водой до метки. Одновременно в ступке растирают 2 г растворимого крах- мала с 20 мл воды. Крахмальную суспензию быстро вливают в мерную колбу емкостью 100 мл, в которой находится 50 мл кипящей воды. Ступку несколько раз промывают горячей водой и крах- мальные промой задают в колбу. Крахмальную суспензию кипятят в колбе 5 минут, охлаж- дают. после чего колбу доливают водой до метки, смесь подо- гревают до 60° и переливают в большую колбу. Первую колбу тщательно промывают 55 мл теплой воды, промой также пере- носят в большую колбу. В эту же колбу дают 5 мл солодовой вытяжки, после чего содержимое колбы взбалтывают и колбу помещают в водяную баню, имеющую температуру 60°. 130
По истечении 1 часа крахмальный гидролизат охлаждают до комнатной температуры. К этому времени в пронумерованные пробирки звездообраз- ного штатива Рейшауэра вводят по 2 мл жидкости Фелинга (по I мл № 1 и № 2) и по 3 мл воды. Затем последовательно в каждую пробирку, начиная от № 1, прибавляют 3, 5, 7, 9, 11.... до 21 мл крахмального гидролизата, после чего содержимое каждой пробирки перемешивается и штатив с пробирками пе- реносится в кипящую воду на 20 минут. За это время содержимое части пробирок обесцвечивается, а часть сохраняет синюю окраску. Обесцвеченная жидкость в пробирках указывает на осаждение в ней меди. По двум соседним пробиркам, из которых одна желтого цве- та, а другая имеет слабый синий оттенок, и по количеству крахмального гидролизата, понадобившегося для обесцвечива- ния раствора Фелинга, определяют диастатическую активность солода. Пример. В 4-й пробирке еще имеется слабое синее окрашивание, а в 5-н жидкость обесцвечена; активность солода составит 9—11 мл осаха- ренного раствора. Повторным исследованием уточняются результаты первого анализа. Если в первом случае активность солода определена 9— 11 мл, то в пробирки Рейшауэра дается по 2 мл жидкости Фе- линга, по 3 мл воды и 9; 9,25; 9,5; 9,75 и т. д. мл крахмального гидролизата и по указанному методу устанавливается, сколько пошло гидролизата для осаждения меди. Пример. Жидкость оказалась обесцвеченной во 2-й пробирке; актив- ность солода равна 9,25 мл. Активность солода устанавливается по следующей шкале: Осахаривающая способ- Качество солода кость в мл 3 — 5 Наилучшее 6—8 Хорошее 9—12 Среднее 14—20 Плохое Диастатическая активность солода может также выражаться количеством мальтозы, получаемой из 1 г солода при осахари- вании растворимого крахмала по изложенному методу. В этом случае коэффициент 9,64 следует разделить на полу- ченное количество миллилитров крахмального гидролизата, определяющее активность солода. Пример. Активность солода выражается в 6,25 мл крахмального гидролизата: 9,64:6,25=1,54 г мальтозы. 9* 131
При этом определении установлена следующая шкала: 1 г голода дает мальтозы 3,21-1,93 1,60-1,21 1,07-0,80 0,69-0,48 Качество солода Наилучшее Хорошее Среднее Плохое III. Мальтозная патока Определение концентрации и кислотности кукурузной раз- водки. Плотность кукурузной разводки определяется ареометри- чески. После тщательного взбалтывания кукурузной суспензии в цилиндре замеры ареометром должны .производиться быстро, во избежание оседания муки. Кислотность суспензии определяется методом титрования, как это описано в разделе определения кислотности кукурузы. Расход нормального раствора едкого натра, пошедшего на титрование, пересчитывается на 100 г безводной муки. Определение полноты разварки клейстера. Во время работы лагера через каждые 10 минут деревянной лопаткой отбирает- ся проба, которая подвергается микроскопическому исследо- ванию. 'Содержание целых, неразрушенных крахмальных зерен не должно превышать 1—2 в поле зрения. Определение общей кислотности затора. 40—50 мл сладкого затора фильтруется через фильтровальную бумагу. Получен- ный фильтрат в количестве 20 мл титруется 0,1 N раствором едкого натра при индикаторе фенолфталеине до появления не- исчезающего окрашивания. Пример. На нейтрализацию кислоты 20 мл фильтрованного гидро- лизата израсходовано 25 мл 0,1 N раствора едкого натра; 2,5: 10 = 0,25°. Градус кислотности — это количество нормального раство- ра едкого натра, расходуемого для нейтрализации кислоты в 20 мл отфильтрованного начального сиропа. Определение активной кислотности затора. Активная кислот- ность затора с достаточной точностью определяется электро- метрически. Схема, устройство и методы определения pH дают- ся в описаниях, которыми снабжаются потенциометры и ионо- меры. С меньшей точностью pH определяется при помощи индика- торов. Универсальный индикатор ЗИВ-1 позволяет выполнять экс- прессное определение pH. Капля указанного индикатора в смеси с 1—2 каплями затора (лучше отфильтрованного) дает следующее окрашивание: 132
pH Окрашивание pH 2 Красно-розовое 7 3 Красно-оранжевое 8 4 Оранжевое 9 5 Желто-оранжевое 10 6 Лимонно-желтое Окрашивание Желто-зеленое Зеленое Сине-зеленое Фиолетовое Иодная проба. Процесс энзиматического осахаривания кон- тролируется йодной пробой. Несколько капель затора стеклянной палочкой наносят тон- ким слоем на белую фарфоровую пластинку. Сюда же пипет- кой добавляют 2—3 капли водного раствора йода. Появление синего окрашивания указывает на присутствие крахмала, фио- летового — на содержание в заторе большого количества про- дуктов начального распада крахмала—амилодекстринов. Черно- бурое окрашивание свойственно та.кой стадии осахаривания, когда в заторе уже почти весь крахмал расщеплен, но в рас- творе содержатся наряду с сахарами также и продукты началь- ного гидролиза, т. е. первичные декстрины. Красный цвет про- бы означает высокое содержание в гидролизате конечных декстринов. Наконец, желтое окрашивание указывает на пол- ноту и законченность осахаривания. В некоторых случаях для йодной пробы берется не затор, а отфильтрованный через бумагу мальтозный сироп. Такая про- ба может дать представление о наличии в гидролизате началь- ных декстринов и сахаров, но не характеризует полноту рас- щепления крахмала, который не проходит через бумажный фильтр. Между тем даже при относительно хорошем развари- вании сырья все же в заторе часто содержится часть неосаха- ренного крахмала, который при йодной пробе фильтрованного сиропа не принимает участия в реакции Контроль при фильтрации затора. В процессе фильтрации оса- харенного затора контроль ведется главным образом за плот- ностью отфильтрованных сиропов, за их общей и активной кислотностью и наличием в них взвешенных веществ, а также за кислотностью и концентрацией сладких промоев после про- мывки фильтрпрессного жмыха. Плотность сиропов определяется обычно ареометрами. Ареометр Брикса калибрирован для сахарных растворов. Нуль на шкале этого ареометра указывает его положение в дистил- лированной воде при температуре 20° (имеются также ареомет- ры, калибрированные при 15 и 17,5°). Так как ареометры Брикса калибрированы для сахарных растворов и указывают процент- ное содержание сахаров, то при замерах паточно-мальтозных сиропов имеют место некоторые неточности, которые обычно вс внимание не принимаются. Широко применяются также ареометры, показывающие удельный вес сиропов. 133
Измерение плотности жидкости ареометром производится следующим образом: в стеклянный или металлический цилиндр с достаточным сечением, исключающим трение ареометра о бо- ковые его стенки, наливают испытуемую жидкость с таким расчетом, чтобы после погружения в нее ареометра жидкость доходила до верхней кромки цилиндра. Погруженный в жидкость ареометр, медленно опускаясь, останавливается на определенном уровне. Показание шкалы ареометра, находящейся на одном уровне с испытуемой жид- костью, является показателем концентрации жидкости. При измерении плотности жидкости ареометром показатель шкалы принимается по нижнему краю мениска, если на арео- метре не имеется указания, что он калибрирован по верхнему краю мениска. В показания ареометра вносится температурная поправка по таблице Злобинского (приложение 2). Определение кислотности сиропов и сладких промоев. Опре- деление кислотности сиропов и сладких промоев после промыв- ки жмыха производится методом титрования 20 мл сиропа или промоев 0,1 N раствором едкого натра при индикаторе фенол- фталеине и выражается в градусах кислотности. Определение взвешенных примесей и мути в сиропах произ- водится путем их органолептической оценки. Определение влажности фильтрпрессного жмыха. Жмых, отобранный в различных рамах фильтрпресса и различных частях рам, смешивают, разминают шпателем, вторично тща- тельно перемешивают, после чего из него отбирают навеску в 5 г, которую помещают в стеклянную бюксу с притертой крыш- кой, предварительно высушенную в сушильном шкафу. Бюксу с навеской переносят в сушильный шкаф. Высушивание ведется при 105° в течение 4 часов, после чего бюксу охлаждают, взвешивают и снова помещают в сушиль- ный шкаф на 2 часа. Далее бюксу вновь охлаждают, взвеши- вают и помещают в сушильный шкаф. Это повторяется до по- стоянного веса бюксы с содержимым или до разности между двумя взвешиваниями, не превышающей 0,001 г. Разность между начальным и последним взвешиваниями бюксы с навеской выражается в процентном содержании влаги. Пример. Навеска жмыха 5 г, вес бюксы 12,5 г, общий вес бюксы с навеской до сушки 17,5 г, общий вес бюксы с навеской после сушки 14,75 г. Содержание влаги в сыром жмыхе (17,5- 14,5). 100 3--------—-----= 60%. 5 Определение содержания в жмыхе сухих веществ мальтоз- ной патоки. Содержание сухих веществ патоки в жмыхе харак- теризует качество промывки жмыха и отражается на выходах продукции. 134
Вначале определяют влажность жмыха по описанному ме- тоду. Далее 20 г жмыха помещают в мерную колбу на 100 лгл, в которую доливают воду до метки. Суспензию тщательно раз- мешивают и подогревают на водяной бане до 40—50°, после чего в колбу вторично доливают воду до метки. После десяти- минуткого перемешивания смесь фильтруют через бумажный фильтр. Фильтрат в количестве 50 мл в фарфоровой чашечке увари- вают на водяной бане до плотности 50° Бр, после чего густой сироп высушивают с бумажными роликами до постоянного веса. Полученный сухой остаток пересчитывают в проценты по безводному жмыху. Пример. Взята навеска 20 г жмыха влажностью 60%, получено 0,3 г безводной мальтозной патоки. Из 50 мл -фильтрата получено 0,3 г безводной патоки. Следовательно, всего растворимых веществ в навеске 0,3 2=0,6 г. Всего сухих веществ в навеске Процентное содержание сухих веществ мальтозной патоки в безводном жмыхе Определение содержания в жмыхе крахмала. Содержание крахмала в жмыхе характеризует работу станции по развари- ванию сырья и полноту осахаривания крахмала, содержащегося в муке и солоде. Определение крахмала производится по Эверсу с поправкой на растворимые углеводы, содержащиеся в жмыхе. IV. Готовая продукция ВТУ 5 определяются следующие кондиции на мальтозную патоку: Плотность при 20°, не менее.................. 1,409 Содержание редуцирующих веществ в пересчете на мальтозу в % на сухое вещество, не менее 65,0 Золы в И на товарную мальтозу, не более .... 1,3 Кислотность (количество миллилитров нормального раствора едкой щелочи, требующейся для ней- трализации 100 г товарной мальтозной патоки), не более................................. 5,5 Определение плотности патоки. Плотность патоки опреде- ляется перед сливом ее из вакуум-аппарата ареометром. В по- казания ареометра вносится температурная поправка по таб- лице Злобинского (приложение 2). 133
Таблица 17 Количество миллилитров 0,1 N раствора гипо- сульфита Количество милли- граммов редуци- рующих веществ в пересчете на мальтозу Количество миллилитров 0,1 N раствора гипо- сульфита Количество милли- граммов редуци- рующих веществ в пересчете на мальтозу 1 5,0 14 78,0 2 10,5 15 83,5 3 16,0 16 89,0 4 21,5 17 95,0 5 27,0 18 101,0 6 32,5 19 107,0 7 38,0 20 112,5 8 43,5 21 118,5 9 49,0 22 124,5 10 55,0 23 130,5 11 60,5 24 136,5 12 66,0 25 142,5 13 72,0 Определение кислотности. 10 г патоки помещают в кониче- скую колбу, прибавляют 150—200 мл дистиллированной воды, перемешивают и титруют 0,1 N раствором едкого натра при индикаторе фенолфталеине, на фоне белой бумаги. Титрование ведется до появления розового окрашивания. Результаты пере- считываются на 100 г мальтозной патоки и нормальный раствор щелочи. Определение золы. Навеску патоки 5 г помещают в пред- варительно взвешенный тигель, прибавляют 25—30 капель концентрированной чистой серной кислоты и оставляют на 2 ча- са. Затем тигель помещают в муфельную печь; при отсутствии печи озоление ведется на газовой горелке в вытяжном шкафу. По окончании озоления тигель охлаждают в эксикаторе, взвешивают и повторно прокаливают до постоянного веса. Содержание золы пересчитывается в проценты с вычетом 10% за счет сернокислой реакции солей, содержащихся в золе. Пример. Вес тигля с золой в г..................5,50 Вес тигля без золы в г...............5,46 Вес золы за вычетом 10% в г . Процентное содержание золы в патоке составляет: 0,04 г 0,036 0,036-100 5 = 0,72«. 138
ТЕХНОХИМИЧЕСКИЙ УЧЕТ ПРОИЗВОДСТВА Переработка ячменя на солод В процессе замочки ячменя и проращивания солода имеются значительные потери сухих веществ зерна в результате выщела- чивания растворимых веществ при замочке и в процессе дыха- ния зерна при проращивании. Для учета этих потерь каждая партия замачиваемого ячменя взвешивается, причем предварительно определяется влажность замачиваемого зерна. Если за отчетный период переработано А тонн ячменя, со- держащего а % сухих веществ, получено Б тонн солода, содер- жащего б % сухих веществ, то потери сухих веществ сырья В составят: Потери Г в процентах к безводному исходному сырью со- ставят: - В-100-100 / = -----------. А-а Производство мальтозной патоки За отчетный период переработано: А т кукурузной муки, содержащей а % сухих веществ, солода Б, содержащего б % сухих веществ. Получено мальтозной патоки В, содержащей в % сухих веществ. Прирост сухих веществ за счет гидролиза крахмала Д. Потери сухих веществ Е. Удельный расход зернового сырья на мальтозную патоку составляет: А + Б В Выход безводного мальтозного жмыха Г определяется уравнением у-, А а Б б — Вв 100 ' Из полученного результата вычитают 1,5% на безвозврат- ные потери сухих веществ. Приводим постанционный учет сырья и продуктов по вер- стату производства. Обмолот кукурузы. Кукуруза в початках, поступающая на обмолот, и получаемое зерно взвешиваются. Выход зерновой кукурузы подсчитывается в процентах по отношению к кукурузе в початках. 139
Пример. Поступило кукурузы на обмолот за отчетный период 150 т, получено зерновой кукурузы 144 т. Выход кукурузы составляет: 114 • 100 150 = 76%. Размол кукурузы. В мельничном отделении учитывается по весу зерновая кукуруза, поступающая на размол, полученная мука и все мельничные отходы. Потери вычисляются в процен- тах к исходному сырью. Пример. За отчетный период в мельничном отделении 150 т кукурузы, получено 127*5 т муки и 21,75 т мельничных переработало отходов. Выход муки равен 127,5-100 —-------- =85%. 150 Потери производства составили [150-(127,5+21,75)1-100 — V > V % • 150 учета про- При высоких неопределенных потерях уточнение изводится .путем пересчета сырья, муки и отходов по их сухим веществам. Такой учет более точен в связи с тем, что в процес- се помола происходит некоторая потеря влаги с мукой и отхо- дами. Составление баланса безводного сырья, муки и отходов устраняет возможные неточности учета, которые могут произой- ти от такой усушки. Пример. Переработано 150 т зерновой кукурузы влажностью 16%. Получено 127,5 т кукурузной муки влажностью 15,5% и 20,81 т мель- ничных отходов влажностью 15,3%. 150 84 loz, Поступило безводной кукурузы ----—=126 т. 100 127,5-84,5 Получено безводной муки -----—------=107,74 т. 20,81 • 84,7 . „„ Получено безводных отходов -----------=17,63 т. Потери составили 126,0—(107,74+17,63) =0,63 т, или 0,63 • 100 „ —:------=0,42%. 150 140
Производство зеленого солода. Отсортированный ячмень пе- ред замочкой и зеленый солод, отпускаемый на производство, взвешиваются, причем предварительно определяется влажность ячменя и солода. Весь отпускаемый на производство солод пересчитывается на зерновой ячмень (по табл. 18). Таблица 18 Пересчет количества зеленого солода на зерно различной влажности (по Фертману) Влажность зеленого солода в % Влажность зерна в % 10 11 12 13 14 15 16 17 40 0,6667 0,6741 0,6818 0,6896 0,6977 0,7089 0,7143 0,7229 41 6555 6629 6704 6788 6860 6941 7024 7108 42 6444 6517 6591 6667 6744 6823 6905 6988 43 6333 6404 6477 6552 6628 6706 6786 6867 44 6222 6292 6364 6437 6512 6588 6667 6747 45 6111 6180 6250 6322 6395 6470 6548 6626 46 6000 6067 6136 6207 6279 6353 6428 6506 47 5889 5955 6023 6092 6163 6235 6309 6385 48 5778 5843 5909 5977 6046 6118 6190 6265 49 5667 5730 5795 5862 5930 6000 6071 6144 50 5555 5618 5682 5747 5814 5882 5952 6024 Пример. За определенный период отпущено на производство 120 т зеленого солода влажностью 42%; влажность ячменя, пошедшего на изго- товление солода, 15%. По таблице находим, что коэффициент для пересчета солода на зерно равен 0,6823. Тогда затрачено зернового ячменя 120-0,6823=81,876 т. С учетом потерь прн замочке и ращении солода, составляющих в среднем 7,5%, фактически затрата ячменя равна: 81,876 • 1,075=88,016 т. Учет ячменя производится также по помещаемой ниже таб- лице, составленной Фертманом, в которой даны коэффициенты пересчета зерна на зеленый солод при различной влажности исходного сыр! я и зеленого солода. Пример. На затор израсходовано 2200 кг кукурузной муки. Расход зеленого солода в пересчете на воздушносухой ячмень составляет 8,5% в от- 2200-8,5 ношении к муке, или-----—-----=187 кг. • 100 С учетом влажности ячменя 14% и зеленого солода 41%, переводной коэффициент по таблице будет 1,4576. Расход зеленого солода составит: 187- 1,4576 = 272,57 кг. 10 Зак. 937 141
Разводка кукурузной муки. Поступающая на разводку Куку- рузная мука учитывается по весу и проверяется по количеству переработанных мерников и плотности кукурузной суспензии. П ример. За отчетный период переработало 500 т кукурузной муки . влажностью 16%, т. е. переработано безводной муки 84-500 —™“ т- За этот же период переработано 323 мерника (емкостью по 6 м3) куку- рузной суспензии плотностью 20° Бр. При указанной плотности суспензии удельный вес ее равен 1,0833; каждый мерник вмещает 6-1,0833 = 6,5 т суспензии с содержанием 6,5 • 20 —1оо—=1,8т сухих веществ- Всего в 323 мерниках содержание сухих веществ составило: 1,3 • 323 = 419,9 т. Однако ареометрический метод определения плотности ку- курузной суспензии недостаточно точен, поэтому им можно пользоваться только для внутрицехового учета производства. Учет муки, поступающей на разводку, как указывалось выше,. должен вестись по фактическому весу этого сырья, затрачивае- мого на каждую разводку. Паточное отделение. В паточное отделение поступает куку- рузная суспензия и солодовое молоко, которые перерабатыва- ются на мальтозную патоку и фильтрпрессный жмых. Поступающее исходное сырье — кукурузная мука и солод — и получающаяся продукция — мальтозная патока и мальтоз- ный жмых — учитываются по товарному весу, а баланс сырья и выходящей продукции производится по их сухим веществам. Пример баланса. За отчетный период переработано 200 т куку- рузной муки влажностью 16%, 25,5 т зеленого солода влажностью 40%. Получено 153,8 т мальтозной патоки влажностью 79,4%, 129,8 т маль- тозного жмыха влажностью 55,0%. Содержание растворимых веществ в безводном жмыхе 8,0%. 200 - 84 25,5 • 60 , Переработано безводного сырья: ——— +--------——=183,3 т. 153,8 • 79,4 129,8 - 45 Получено безводной продукции: —ioo~ +—юо“_=180,52 т- 183,3 — 180,52 = 2,78 т или потери сухих веществ 2,78 100 183,3 = 1,51%. 142
Реактивы, применяе- мые в химическом конт- роле мальтозного произ- водства. 1. O,12Vp аствор едкого натра готовит- ся из нормального рас- твора. 100 мл нормально- го раствора NaOH дают в литровую мерную колбу, которая доливается до метки хорошо прокипя- ченной дистиллированной водой для удаления угле- кислоты. Титр устанавливается по 0,12V раствору серной кислоты. Нормальный раствор едкого натра содержит 40 г NaOH в 1 л раство- ра. 2. 0,1 jV раствор ги- посульфита содержит 24,8 г гипосульфита в 1 л раствора. В литровой мерной колбе 24,8 г гипо- сульфита растворяют в хорошо прокипяченной воде (для удаления угле- кислоты), после чего кол- бу доливают до метки хо- рошо прокипяченной ди- стиллированной водой. 3. Концентрированная серная кислота H2SO4 имеет удельный вес 1,84. Разведенная сер- ная кислот а—это рас- твор 54 мл концентриро- ванной серной кислоты в 400 мл дистиллированной воды. 4. Соляная кислота НС1 имеет удельный вес 1,19, содержит 37,4% га- за НС1. Разведенная соляная кислота представляет собой рас- СП «О EJ S •? хэ <0 10* 143
твор одной части концентрированной кислоты в трех частях воды. 25%-ный раствор соляной кислоты получается от смешива- ния 100 мл соляной кислоты, имеющей удельный вес 1,19, с 50 мл воды. 1,124%-ная НС1 изготовляется следующим образом. 26,6 мл концентрированной соляной кислоты (уд. вес 1,19) смешивают с водой в литровой мерной колбе, которая доли- вается до метки. Для приготовления 7,5%-ной соляной кислоты 10 мл кон- центрированной соляной кислоты смешивают с 400 мл воды. 5. 0,1 ЛА водный раствор йода содержит 12,69 г кри- сталлического йода в литре воды. В литровой мерной колбе в 25 мл воды растворяют 25 г йодистого калия, после чего в раствор добавляют 12,69 г кри- сталлического йода. После того как кристаллический йод пол- ностью растворяется, колбу доливают до метки. Для контроля осахаривания применяется 0,25%-ный рас- твор кристаллического йода. В мерной колбе емкостью 100 мл растворяют в небольшом количестве воды 0,5 г йодистого калия, после чего в раствор до- бавляют 0,25 г кристаллического йода. После его растворения колбу доливают водой до метки. 6. Растворимый крахмал. Хороший картофельный крахмал смешивают с 7,5%-ной соляной кислотой, которая должна покрыть крахмал. Смесь оставляют на 7 суток, часто взбалтывая ее. По истечении этого времени крахмал много- кратно промывают дистиллированной водой до тех пор, пока проба на лакмусовую бумагу не даст нейтральной реакции. Приготовление 1%-ного раствора крахмала производится следующим образом: 1 г растворимого крахмала смешивают с 5 мл воды. Полученное крахмальное молочко в несколько прие- мов приливают к 80 мл кипящего насыщенного раствора пова- ренной соли. Несколько охлажденный раствор переносят в мерную колбу на 100 мл и доливают водой до метки. 7. Растворы Фелинга. Раствор № 1. 34,65 г перекри- сталлизованного медного купороса (CuSO4-5H2O) растворяют в мерной колбе емкостью 500 мл в теплой воде. После охлаж- дения раствор доводят водой до метки. Раствор № 2. 173 г сегнетовой соли и 50 г едкого натра растворяют в теплой воде в 500-миллилитровой колбе. Получен- ный раствор доводят до метки. 8. Свинцовый уксус. 300 г уксусного свинца и 100 г окиси свинца при помешивании разводят в фарфоровой ступке с 500 aiJ горячей воды. Мутный раствор солей сливают, остаток смешивают с новой порцией горячей воды. Так поступают до полного растворения солей, на что требуется 1 л воды. 144
Схема контроля производства мальтозной патоки- Наименование сырья и продукта Метод отбора проб Объект исследования Контроль сырья Кукуруза в почат- ках Из различных частей вагона не менее 100 початков Влажность зерна, сорная примесь, амбарные вре- дители Кукуруза в зерне Щупом из каждого ва- гона Влажность, крахмалис- тость, сорная примесь, амбарные вредители Кукурузный поча- ток после обмоло- та Средняя проба за сме- ну Невымолоченное зерно Ячмень Щупом из каждого ва- гона Влажность, зараженность клещом и долгоносиком, засоренность, натура зерна, всхожесть, энер- гия прорастания Кукурузная мука после размола ку- курузы Щупом нз мешков 2 раза в смену. Про- ба не менее 0,5 кг Степень помола Контроль солодора щ е н и я Набухшее зерно после замочки Средняя проба из мо- чильного чана Влажность набухшего зер- на Зеленый солод Средняя проба из каж- дой растущей рощи Влажность, диастатиче- ская активность Схема контроля мальтозн о-п аточного отделения Кукурузная ЗИЯ суспен- Проба из каждого раз- водного чана Плотность, кислотность суспензии Кукурузный стер клей- Проба клейстера через каждые 10 минут Полнота разваривания крахмала Затор Проба из каждого за- варного чана Окончание гидролиза, об- щая и активная кислот- ность Начальный сироп Средняя проба из каж- дого фильтр-пресса Плотность, кислотность сиропа Сладкие промой Проба из сборника промоев через каж- дые 2 часа Температура, кислотность промоев Фильтрпрессный жмых Средняя проба из каж- дого фильтр-пресса Влажность, содержание крахмала и сухнх ве- ществ патоки Мальтозная патока Проба из каждого ва- куум-аппарата Плотность, удельный вес, содержание редуцирую- щих веществ, кислот- ность, содержание золы J45
По истечении 2—3 часов жидкость фильтруют и сохраняют в стеклянной банке с притертой пробкой. 9. Раствор перманганата. 0,1 W раствор перманга- ната содержит 3,16 г КМпО4 в 1 л раствора. 10. Индикатор фенолфталеин. 1 г фенолфталеина растворяют в 100 мл 96%-ного этилового спирта. 11. Раствор молибденовокислого натрия. 30 г молибденовой кислоты сплавляют с 25 г чистой прокаленной соды. Смесь растворяют в воде и доводят до объема 250 м.л.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Сравнительное сопоставление градусов Брикса и удельных весов слабых сиропов Градусы Брикса „20 °20 Градусы Брикса D20 ° 20 Градусы Брикса Л20 ^20 Градусы Брикса Л20 ^20 0,0 1,0000 3,3 1,0129 6,6 1,0261 9,9 !1,0396 1 0004 4 0133 7 0265 10,0 0400 2 0008 5 0137 8 0269 1 0404 3 0012 6 0141 9 0273 2 0409 4 0016 7 0145 7,0 0277 3 0413 5 0019 8 0149 1 0281 4 0417 6 0023 9 0153 2 0285 5 0421 7 0027 4.0 0157 3 0289 6 0425 8 0031 1 0161 4 0294 7 0429 9 0035 2 0165 5 0298 8 0433 1,0 0039 3 0169 6 0302 9 0438 1 0043 4 0173 7 0306 11,0 0442 2 0047 5 0177 8 0310 1 0446 3 0051 6 0181 9 0314 2 0450 4 0055 7 0185 8,0 0318 3 0454 5 0058 8 0189 1 0322 4 0459 6 0062 9 0193 2 0326 5 0463 7 0066 5,0 0197 3 0330 6 0467 8 0070 1 0201 4 0334 7 0471 9 0074 2 0205 5 0338 8 0475 2,0 0078 3 0209 6 0343 9 0480 1 0082 4 0213 7 0347 12,0 0484 2 0086 5 0217 8 0351 1 0488 3 0090 6 0221 9 0355 2 0492 4 0094 7 0225 9,0 0359 3 0496 5 0098 ' 8 0229 1 0363 4 0501 6 0102 9 0233 2 0367 5 0505 7 0106 6,0 0237 3 0371 6 0509 8 0109 1 0241 4 0375 7 0513 9 0113 2 0245 5 0380 8 0517 3,0 0117 3 0249 6 0384- 9 0522 1 0121 4 0253 7 0388 13,0 0526 2 0125 5 0257 8 0392 1 0530 147.
Продолжение Продолжение Градусы „ 20 Градусы „2° Градусы „20 Градусы Градусы „20 Градусы d22 Градусы Градусы д2« Брвкса d20 Брикса ^20 Брикса ^20 Брикса У20 S Брикса °20 Брикса w20 Брикса и20 Брикса ^20 13,2 1,0534 16,8 1,0689 20,4 1,0848 24,0 1,1010 27,6 1,1178 31,1 1,1344 34,5 1,1510 37,9 1,1680 3 4 0539 0544 9 17,0 0603 0698 5 6 0852 0856 1 2 1015 1020 7 8 1182 1187 2 3 1349 1354 6 7 1515 1520 38,0 1 1685 1690 1696 1701 5 0547 1 0702 7 0861 3 1024 9 1192 4 1359 8 1525 2 6 7 0551 0556 2 3 0706 0711 8 9 0865 0870 4 5 1029 1033 28,0 1196 5 1363 9 1530 3 8 0560 4 0715 21,0 0874 6 1038 1 1201 0 looo 1373 1378 1383 35,0 1535 4 1706 9 0564 5 0719 I 0879 7 1043 2 1206 / 1 1540 5 1711 14,0 0569 6 0724 2 0883 8 1047 3 1210 2 1545 6 1716 1 0573 7 0728 3 0888 9 1052 4 1215 У 3 1550 7 1721 2 0577 8 0737 4 0892 25,0 1056 5 1220 32,0 1388 4 1555 8 1726 3 0581 9 0741 5 0897 1 1061 6 1225 1 1393 5 1560 9 1731 4 0585 18,0 0746 6 0901 2 1066 7 1229 2 1397 6 1565 39,0 1736 5 0589 1 0750 7 0905 3 1070 8 1234 3 1402 7 1570 1 1741 6 0594 2 0755 8 0910 4 1075 Г 9 1239 4 1407 8 1575 2 1746 7 0598 3 0759 9 0915 5 1079 29,0 1244 5 1412 9 1580 3 1752 8 0603 4 0763 22,0 0919 6 1084 1 1248 6 1417 36,0 1585 4 1757 9 0607 5 0768 1 0924 7 1089 2 1253 7 1422 1 1590 5 1762 15,0 0611 6 0772 2 0928 8 1093 3 1258 8 1427 2 1595 6 1766 1 0615 7 0777 3 0933 9 1098 4 1263 9 1432 3 1600 7 1772 2 0620 8 0781 4 0937 26,0 1103 5 1267 33,0 1436 4 1605 8 1777 3 0624 9 0785 5 0942 1 1107 6 1272 1 1441 5 1610 9 1782 4 0628 19,0 0790 6 0946 2 1112 7 1277 2 1446 6 1615 40,0 1787 5 0633 1 0794 7 0951 3 1117 8 1282 3 1451 7 1620 6 0637 2 0799 8 0956 4 1121 9 1287 4 1456 8 1625 7 0641 3 0803 9 0960 5 1126 30,0 1291 5 1461 9 1630 8 0646 4 0807 23,0 0965 6 1131 1 1296 6 1466 37,0 1635 9 0650 5 0812 1 0969 7 1135 2 1301 7 1471 1 1640 16,0 0654 6 0816 2 0974 8 1140 3 1306 8 1476 2 1645 1 0659 7 0821 3 0978 9 1145 4 1311 9 1481 3 1650 2 0663 8 0825 4 0983 27,0 1149 - 5 1315 34,0 1486 4 1655 3 0667 9 (830 5 0987 1 1154 г 6 1320 1 1490 5 1660 4 0672 20,0 0830 6 0992 2 1159 7 1325 2 1495 6 1665 5 0676 1 0834 7 0997 3 1163 9 1334 3 1500 7 1670 6 7 0680 0685 2 3 0839 0843 8 9 1001 1006 4 5 1168 1173 31,0 1339 4 1505 8 1675 148 4 Н9
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Поправки показаний сахарометра Брнкса при температуре 20°, принятой за нормальную (по Злобинскому) Температура в °C Показания сахарометра Брнкса Температура в °C 0 5 10 15 20 25 30 35 40 50 60 70 75 Из показаний Саха р о м е т р а вычесть 0 0,28 0,44 0,56 0,69 0,79 0,90 1,00 1,10 1,17 1,20 1,40 1,40 1,40 0 5 0,34 0,44 0,52 0,61 0,69 0,77 0,83 0,90 0,94 0,99 1,06 1,06 1,05 5 10 0,31 0,40 0,44 0,50 0,53 0,57 0,60 0,63 0,67 0,69 0,72 0,73 0,72 10 11 0,29 0,37 0,41 0,45 0,48 0,52 0,54 0,57 0,60 0,62 0,65 0,65 0,64 11 12 0,27 0,34 0,37 0,41 0,43 0,47 0,49 0,51 0,53 0,55 0,58 0,58 0,57 12 13 0,25 0,32 0,34 0,38 0,39 0,42 0,44 0,45 0,47 0,48 0,51 0,50 0,50 13 14 0,23 0,29 0,31 0,34 0,35 0,37 0,39 0,40 0,41 0,42 0,44 0,43 0,43 14 15 0,20 0,25 0,27 0,31 0,31 0,31 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,36 0,36 15 16 0,17 0,21 0,23 0,26 0,27 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 0,32 0,31 0,29 16 17 0,13 0,16 0,18 0,20 0,20 0,22 0,22 0,22 0,23 0,23 0,23 0,20 0,17 17 18 0,09 0,11 0,12 0,14 0,14 0,15 0,15 0,15 0,16 0,16 0,15 0,12 0,09 18 19 0,05 0,06 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,09 0,09 0,08 0,07 0,05 19 20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 20 Продолжение Температур» в СС Показание сахарометра Брнкса Температура в °C 0 | 5 10 | 15 20 | 25 30 35 40 50 60 70 75 К показаниям сахарометра прибавить 21 0,05 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 21 22 0,10 0,12 0,12 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,15 0,14 0,12 0,14 22 23 0,16 0,18 0,20 0,20 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,23 0,21 0,21 0,22 23 24 0,21 0,24 0,26 0,26 0,27 0,28 0,28 0,29 0,28 0,31 0,28 0,28 0,29 24 25 0,26 0,30 0,32 0,32 0,34 0,35 0,36 0,37 0,36 0,39 0,36 0,37 0,37 25 26 0,32 0,36 0,39 0,39 0,41 0,42 0,43 0,44 0,43 0,47 0,44 0,43 0,44 26 27 0,38 0,43 0,46 0,46 0,48 0,50 0,50 0,51 0,51 0,55 0,52 0,50 0,51 27 28 0,45 0,50 0,53 0,53 0,55 0,58 0,58 0,60 0,59 0,63 0,60 0,57 0,59 28 29 0,52 0,57 0,60 0,61 0,62 0,66 0,65 0,68 0,67 0,71 0,68 0,65 0,67 29 30 0,59 0,64 0,67 0,70 0,71 0,74 0,74 0,76 0,75 0,79 0,76 0,73 0,75 30 35 0,99 1,03 1,07 1,07 1,13 1,14 1,15 1,17 1,17 1,20 1,16 1,12 1.14 35 40 1,39 1,47 1,52 1,54 1,56 1,61 1,61 1,62 1,63 1,64 1,60 1,54 1,54 40 50 — 2,51 2,56 2,57 2,61 2,62 2,62 2,62 2,61 2,60 2,52 2,41 2,40 50 60 — 3,73 3,73 3,71 3,71 3,70 3,70 3,70 3,71 3,63 3,52 3,28 3,30 60 70 — 5,03 5,03 5,03 4,97 4,95 4,92 4,90 4,87 4,71 4,54 4,32 4,24 70 80 — — 6,47 6,42 6,37 6,28 6,20 6,12 6,07 5,87 5,64 5,35 5,22 80 90 — 8,1-1 7,99 7,89 7,79 7,65 7,53 7,39 7,И 6,78 5,43 6,26 90 100 — — 9,86 9,70 9,55 9,38 9,20 9,03 8,85 8,45 8,04 7,61 7,31 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Определение влажности замоченного зерна в и по весу 1000 г зерна после замочки (по Фертману) Вес замо- Первоначальная влажность зерна в % зерна в г и 12 13 14 15 16 17 1210 26,4 27,3 28,1 26,8 29,7 30,6 31,4 20 27,0 27,9 28,7 29,5 30,3 31,1 32,0 30 27,6 28,5 29,3 30,1 30,9 31,7 32,5 40 28,2 29,0 29,8 30,6 31,5 32,3 33,1 50 28,8 29,6 30,4 31,2 32,0 32,8 33,6 60 29,4 30,2 31,0 31,7 32,5 33,3 34,1 70 29,9 30,7 31,5 32,3 33,1 33,9 34,6 80 30,5 31,3 32,0 32,8 33,6 34,4 35,2 90 31,0 31,8 32,6 33,3 34,1 34,9 35,7 1300 31,5 32,3 33,1 33,8 34,6 35,4 36,2 10 32,1 32,8 33,6 34,4 35,1 35,9 36,6 20 32,6 33,3 34,1 34,9 35,6 36,4 37,1 30 33,1 33,8 34,6 35.3 36,1 36,8 37,6 40 33,5 34,3 35,1 35,8 36,6 37,3 38,1 50 34,1 34,8 35,6 36,3 37,0 37,8 38,5 60 34,6 35,3 36,0 36,8 37,5 38,2 39,0 70 35,0 35,8 36,5 37,2 38,0 38,7 39,4 80 35,5 36,2 37,0 37,7 38,4 39,1 39,9 90 36,0 36,7 37,4 38,1 38,8 39,6 40,3 1400 36,4 37,1 37,9 38,6 39,3 40,0 40,7 10 36,9 37,6 38,3 39,0 39,7 40,4 41,1 20 37,3 38,0 38,7 39,4 40,1 40,8 41,5 30 37,8 38,5 39,2 39,9 40,6 41,3 42,0 40 38,2 38,9 39,6 40,3 41,0 41,7 42,4 50 38,6 39,3 40,0 40,7 41,4 42,1 42,8 60 39,0 39,7 40,4 41,1 41,8 42,5 43,2 70 39,5 40,1 40,8 41,5 42,2 42,9 43,5 80 39,9 40,5 41,2 41,9 42,6 43,2 43,9 90 40,3 40,9 41,6 42,3 43,0 43,6 44,3 1500 40,7 41,3 42,0 42,7 43,3 44,0 44,7 10 41,1 41,7 42,4 43,0 43,7 44,4 45,0 20 41,4 42,1 42,8 43,4 44,1 44,7 45,4 152 1
Продолжение Вес замо* ченного зерна в г Первоначальная влажность зерна в % и 12 13 14 15 16 17 30 41,8 42,5 43,1 43,8 44,4 45,1 45,7 40 42,2 42,9 43,5 44,2 44,8 45,5 46,1 50 42,6 43,2 43,9 44,5 45,2 45,8 46,5 60 43,0 43,6 44,2 44,9 45,5 46,2 46,8 70 43,3 43 9 44,6 45,2 45,9 46,5 47,1 80 43,7 44,3 44,9 45,6 46,2 46,8 47,5 90 44,0 44,7 45,3 45,9 46,5 47,2 47,8 1600 44,4 45,0 45,6 46,3 46,9 47,5 48,1 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Справочная таблица нумерации сеток проволочных стальных тканых для мукомольной промышленности (проволочные сита) Номер сетки Размер стороны отверстия в свету в мм Номинальный диаметр прово- локи в мм Справочное число проволок на 1 дм Справочное число проволок на 1" 5 5 1,2 16 4 4 4 1 20 5 3,5 3,5 0,8 23 6 3,2 3,2 0,7 ‘ 26 6,5 2,8 2,8 0,6 26 7 2,5 2,5 0,55 33 8 2,2 2,2 0,5 37 9 2 2 0,45 41 10 1,8 1,8 0,45 44 11 1,6 1,6 0,4 50 12,5 1,4 1,4 0,37 56 14 1,2 1,2 0,35 65 16 1 1 0,3 77 19 0,95 0,95 0,28 81 20 09 0,9 0,28 85 21 085 0,85 0,28 91 23 08 0,8 0,25 95 24 075 0,75 0,25 100 25 067 0,67 0,25 109 27 063 0,63 0,22 118 29 06 0,6 0,22 122 31 056 0,56 0,22 128 32 053 0,53 0,22 133 33 05 0,5 0,2 143 36 045 0,45 0,2 154 38 04 0,4 0,2 167 42 Условные обозначения сеткн: сетка с размером стороны отверстия в свету 1 мм— сетка № 1. 153
ЛИТЕРАТУРА Н. Булгаков, Технохнмический контроль пивоваренного производства, Пищепромиздат, 1936. • И. Денике, Руководство по технохимическому контролю спиртового произ- водства. Перевод с немецкого Д. Н. Климовского и Б. А. Герчикова под редакцией Г. И. Фертмана, Снабтехиздат, 1933. А. Л. Малченко, Л. И. Ясинский, С. В. Атаманенко, А. В. Це- ли х о в а, Технохнмический контроль и учет спиртового производства, Пищепромиздат, 1940. А. А. Фукс, Руководство по производству спирта, Снабтехиздат, 1933. П. Д. К н р и ч е к. Приготовление ячменного пивоваренного солода, Пище- промнздат, 1956. С. И. Пронин, Амилолитические ферменты и их роль в пищевой промыш- ленности, Гизлегпищепром, 1953. Г. И. Фертман, Справочные таблицы по контролю спиртового производ- ства, Пищепромиздат, 1940. М. Я. Эльберт, Н. Н. Журавлев, Применение мальтозной и глюкоз- ной патоки в хлебопечении, 1936. Е. Р. Лейкин, С. Ф. Ралль, И. И. Сергеев, И. М. Щербаков, Технология крахмало-паточного производства, Пищепромиздат, 194С. С. Ф. Ралль, Технология производства патоки и крахмального сахара, Пищепромиздат, 1938. Под редакцией И. И. Воронцова, Фильтрация, отстаивание, отжим и центрифугирование в огранической химической промышленности, 1935. И. В е й х г е р ц, Производство мальц-экстракта, 1928. Д. Н. Климовский, В. Н. Стабников, Технология спирта, Пище- промиздат, 1955. А. И. Островский, Роль биохимии в хлебопечении, Известия АН СССР 1936. А. Н. Романов, Мальтозный цех на 4-м хлебозаводе, Известия Москов- ского инженерно-технологического института хлебопекарной промыш- ленности, 1934.
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ....................................... 3 Глава I. Сырье '...............................................7 Глава II. Главные составные части сырья...................... 22 Глава III. Производство солода ...............................28 Глава IV. Разваривание сырья .................................47 Глава V. Гидролиз ............................................53 Глава VI. Фильтрация затора...................................61 Глава VII. Сгущение начальных сиропов.........................66 Глава VIII. Фильтрация и сгущение подваренных сиропов . . .71 Глава IX. Методы улучшения качества мальтозной патоки . . ,83 Глава X. Переработка различных видов крахмалсодержащего сырья ,102 Г л а в а XI. Применение мальтозной патоки...................111 Глава XII. Технохнмический контроль н учет производства . . .119 Литература.................................................. 154