«ИИ

и мм
ииив

Издание пятое,
переработанное и дополненное

Под редакцией профессора,
доктора технических наук
Н. Н. ТРЕГУБОВА

Допущено Министерством высшего и среднего
специального образования СССР в качестве
учебника для студентов вузов, обучающихся
по специальности «Технология сахаристых ве-
ществ»

МОСКВА

«ЛЕГКАЯ И ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
1981
ББК 36.84

Т38

УДК 664.2.002(075.8)

Н. Н. Трегубов А. И. Жушман

Е. Я- Жарова Е. К- Сидорова

Т38 Технология крахмала и крахмалопродуктов/Н. Н. Трегу-
бов, Е. Я. Жарова, А. И. Жушман, Е. К. Сидорова/; под ред.
Н. Н. Трегубова. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Легкая и
пищевая пром-сть, 1981. — 472 с.

В пер.: 1 р. 40 к.

Учебник знакомит студентов вузов пищевой промышленности со строением, свой-
ствами и технологией крахмала и крахмал ©продуктов, особенностями крахмал со дер-
жащего сырья (картофеля, кукурузы, пшеницы и Др.), производством и использова-
нием побочных продуктов крахмального производства (сухих кормов, кукурузного
масла и экстракта и др.), теорией кислотного и ферментативного гидролиза крахмала,
производством декстринов, патоки, пищевой, медицинской и технической глюкозы и
глкжозио-фруктозиых сиропов. В учебнике приводятся расчеты продуктов по основным
видам производства, необходимые при курсовом и дипломном проектировании.

31707—004

Т0«(И)-8< <—81 (П-П.) 2007000000

ББК 36.84

6П8.3

Рецензенты: кафедра технологии сахаристых веществ Киевского техно-
логического института пищевой промышленности (проф. Н. А. АРХИПО-
ВИЧ); проф. К. И. ПАЗИРУК.

1~5Йнеднеп?овский

|®Д2аААЯСЯАТОЧ?йЛЯ

KOJ.?$HHAT

ТВХНИЧВСНАЯ БИБЛИОТЕКА

© Издательство «Легкая и пищевая промышленность», 1981 г.
Светлой памяти старейшего инженера крахмало-
паточной промышленности, соавтора Марии Мак-
симовны Трегубовой посвящают свой труд авторы.

Предисловие

Четвертое издание учебника «Технология крахмала и крахма-
лопродуктов», написанное проф., д-ром техи. наук Н. Н. Тре-
губовым, Б. К. Бычковым, Б. А. Векслером, С. Ф. Кравченко и
проф. В. А. Смирновым, вышло в свет в 1970 г. С того времени
во многом изменились техника и технология ряда производств
крахмало-паточной промышленности, что потребовало значи-
тельной переработки и дополнения книги.

Исключено описание устаревших способов производства, та-
ких, например, как производство патоки на основе применения
серной кислоты с очисткой снропов костяным углем, измельче-
ние дробленой кукурузы на жерновах, осаждение крахмала на
желобах, высушивание крахмала на барабанных сушилках и т. д.

В настоящем издании учебника приведено изложение новых,
перспективных способов производства: технологии крахмала из
пшеничной муки, зерна сорго и риса; измельчения дробленой ку-
курузы на машинах ударного действия; замены в кукурузокрах-
мальном и частично картофелекрахмальном производстве слож-
ных в обслуживании и металлоемких сит более простыми и на-
дежными дуговыми ситами; обезвоживание крахмала на автома-
тизированных центрифугах и высушивание его на пневматических
сушилках и др.

Полностью переработаны главы, посвященные сырью для
крахмало-паточной промышленности. Значительно расширен раз-
дел, посвященный технологии желирующих, окисленных и набу-
хающих модифицированных крахмалов, производство и примене-
ние которых значительно возросли.

Подробно описано производство медицинской глюкозы и глю-
козно-фруктозных сиропов, использование которых для частичной
замены сахарозы дает большой экономический эффект.

Приведены необходимые для курсового и дипломного проек-
тирования расчеты продуктов по основным видам производства.

В книге использованы следующие сокращения:

°СА — концентрация сухих веществ, определенная ареомет-
ром, градуированным по сахарозе при температуре 20° С (что
очень близко к ранее применявшимся градусам Брикса);

% СВ — содержание сухих веществ, найденное методом высуши-
вания при температуре 100—105° С.

Содержание учебника соответствует программе специального
курса, преподаваемого в вузах пищевой промышленности. Изве-
стная часть изложенных в книге материалов представит интерес
для специалистов крахмало-паточной промышленности

Новый коллектив авторов, созданный в связи с тем, что из
жизни ушли Б. К. Бычков, Б. А. Векслер и С. Ф. Кравченко, сос-
тоит из преподавателей и выпускников кафедры технологии са-
харного и крахмало-паточного производств Московского ордена
Трудового Красного Знамена технологического института пище-
вой промышленности, использовавших при написании нового из-
дания свой многолетний педагогический н научно-производствен-
ный опыт.

Авторы приносят глубокую благодарность рецензентам: со-
трудникам кафедры технологии сахаристых веществ Киевского'
технологического института пищевой промышленности под руко-
водством вроф. Н А. Архиповича н проф. д-ру техн, наук
К И. Пазируку за тщательный просмотр рукописи и ценные за-
мечания, направленные на улучшение учебника.

Все замечания и предложения по книге будут приняты автора-
ми с благодарностью. Просьба направлять их по адресу: 125080,.
Москва А-80, Волоколамское шоссе, 11, МТИПП, кафедра техно-
логии сахарного и крахмало-паточного производств.

Проф., д-р техн, наук
Н. Н. ТРЕГУБОВ
Введение

ПРИМЕНЕНИЕ КРАХМАЛОПРОДУКТОВ И ИХ НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННОЕ
ЗНАЧЕНИЕ

Главный источник энергии для человеческого организма — уг-
леводы. В рационе человека на них приходится более 70%. Ос-
новной представитель углеводов в питании человека — крахмал.
Он же является одной из важнейших составных частей естествен-
ных и выпускаемых промышленностью концентрированных кор-
мов.

Являясь главнейшим резервным углеводом растений, крахмал
принадлежит к числу наиболее распространенных в раститель-
ном мире веществ. Образуется он в результате фотосинтеза угле-
водов в зеленых частях растений под действием лучей солнца. В
зернах пшеницы, ржи, кукурузы, риса содержится до 65—82%
крахмала, в клубнях картофеля — до 25%.

Извлечение крахмала из сырья и получение из него крахмало-
продуктов осуществляются на предприятиях крахмало-паточной
промышленности. Рациональное применение находят здесь и дру-
гие составные части сырья. Переработка растительного сырья, со-
держащего крахмал, но без его извлечения, производится на
предприятиях мукомольной, хлебопекарной, макаронной, конди-
терской и других отраслей промышленности.

Крахмалопродукты, полученные из растительного сырья (в
основном из кукурузы и картофеля), имеют важное народнохо-
зяйственное значение и широко используются для пищевых и тех-
нических целей. В пищевой промышленности находят применение
как собственно крахмал, так и различные виды крахмал опродук-
тов

Патока, например, используется как необходимая составная
часть карамели, при изготовлении варенья, джемов, алкогольных
и безалкогольных напитков (ликеров, сиропов, фруктовых вод и
др.). В карамели она предотвращает кристаллизацию сахарозы
и делает ее однородной и прозрачной. Патока с более высоким
содержанием редуцирующих веществ (до 70%) применяется
вместо части сахара для улучшения качества хлебопекарных из-
делий и консервов

Чистая глюкоза в кристаллической форме широко использует-
ся в медицине как лечебное средство, применяемое внутривенно
или как добавка к диетическому питанию для тяжелобольных и
выздоравливающих. Она легко и непосредственно усваивается ор-
ганизмом и быстро поступает в кровь, в то время как для усвое-
ния крахмала и сахарозы требуется их предварительное расщеп-
лепме до моносахаридов. Глюкоза используется также в произ-
водстве антибиотиков, ферментных препаратов, витаминов, при
изготовлении мороженого, шоколада, мягких конфет, пралиновых
начинок, кексов, различных сладких блюд.

Сухой крахмал используется для приготовления киселей, пу-
дингов, соусов, добавляется к тесту (до 10%) при выработке бис-
квитов, пирожных и других изделий, находит применение в мака-
ронном производстве, а также при изготовлении некоторых сор-
тов колбас, служит формовочным материалом при отливке по
мадных и ликерных сортов конфет.

Растет производство крахмалопродуктов для непосредствен-
ного употребления в пищу, таких, как готовые пудинги, столовые
сиропы, крахмальное саго, кристаллическая глюкоза и пр.

Технология многих производств предусматривает кратковре
мешюе, длительное или постоянное связывание, проклеивание и
скрепление самых разнообразных материалов. Особые свойства
крахмала позволяют в результате его модификации и добавления
небольшого количества некоторых веществ получать клеящие и
вязкие материалы с ценными технологическими свойствами, что
значительно расширяет сферу техническою применения произ-
водных крахмала.

Сейчас трудно найти производство, в котором не применялся
бы клей из различных модификаций крахмала. Для получения
более сильных и быстро схватывающих клеев крахмал обрабаты-
вают при нагреве различной продолжительности и с добавлением
или без добавления кислот.

Особенно широко крахмал и крахмалопродукты (приготов-
ляемые из модифицированных крахмалов клейстер, крахмальные
пасты) используются в текстильной промышленности для шлих-
тования и аппретирования тканей, загустки печатных красок.

Крахмал и его производные широко применяются в бумажной
промышленности при изготовлении мелованной бумаги, картона
и бумажной тары, в производстве асбеста, сухих элементов, кра-
сок, спичек, а также в кожевенной, фармацевтической, полигра-
фической, табачной и других отраслях промышленности, в строи-
тельстве при малярно-отделочных работах и т. д. В литейном
производстве при проведении наиболее ответственных плавок до
сих пор применяют декстрин и набухающий крахмал, несмотря на
наличие дешевых заменителей

Перспективно использование крахмала и его модификаций
при флотационном способе обогащения руд, рафинировании алю-
миниевых руд, бурении нефтескважин, мокром обогащении угля
(в качестве осадителя мелкой угольной пыли при повторном ис-
пользовании воды) и т. д.

Приведенные примеры применения крахмалопродуктов дают
лишь некоторое представление о многообразном, все более расши-
ряющемся использовании их в многочисленных отраслях народного
хозяйства.
РАЗВИТИЕ КРАХМАЛО-ПАТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Производство крахмала было известно в глубокой древности.
По свидетельству ряда античных писателей, пшеничный крахмал
получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и
Риме. Начало производства крахмала из пшеницы в других евро-
пейских странах относится к XVI в., а в XVII в. почти одновре-
менно с распространением культуры картофеля, завезенной из
Америки, стали получать картофельный крахмал. Более широко
распространилось производство картофельного крахмала почти во
всех странах Европы в конце XVIII в. после изобретения ручной
терки.

В России в первой половине XVIII в. имелись предприятия,
вырабатывающие пшеничный крахмал, а к концу XVIII в было
уже немало картофелекрахмальных предприятий. В 1811 г. адъ-
юнкт Российской Академии наук К. С. Кирхгоф впервые осуще-
ствил превращение крахмала в смесь сахаров с помощью серной
кислоты. Это крупное научное открытие послужило основой для
быстрого развития производства патоки и глюкозы из крахмала
как в России, так и в других странах. В 1812 г. Д. И. Устинов по-
строил первый паточный завод в Ярославской губернии, а в
1852 г. был основан Волжский паточный завод, который в течение
долгого времени был самым крупным паточным заводом в Ев-
ропе.

В 1842 г. по предложению американца Т. Кингсфорда впер-
вые начали вырабатывать крахмал из кукурузы. С тех пор в
США развилась наиболее крупная кукурузокрахмало-паточная
промышленность, так называемая индустрия мокрого помола.

В классической работе В. И. Ленина «Развитие капитализма
в России» указывается, что крахмало-паточное производство сы-
грало определенную роль в развитии торгового земледелия и
крестьянской буржуазии. Приводимые В. И. Лениным данные с
1863 по 1890 г "показывают, что за этот период крахмальное про-
изводство увеличилось в 4,5 раза по числу заводов и в 10,75 ра-
за по сумме вырабатываемого продукта*.

Несмотря на такой рост производства, спрос на крахмал не
удовлетворялся, о чем свидетельствовало возрастание привоза
крахмала из-за границы Бурный рост текстильной промышлен-
ности в пореформенную эпоху предъявлял все больший спрос на
крахмал. В. И. Ленин указывает, что «в развитии крахмального
производства необходимо отличать два процесса: с одной сторо-
ны, появление новых мелких заводиков и рост крестьянского про-
изводства, с другой стороны, концентрацию производства на
крупных паровых фабриках. Напр., в 1890 г. было 77 паровых за-
водов, сосредоточивающих 52% всего числа рабочих и 60% сум-
мы производства. Из этих заводов только 11 основаны до 1870 го-
да...»**.

* См Ленин В II. Поли. собр. соч, т. 3, с. 291.

** Ленин В. И Поли собр. соч. т 3, с. 292.
Развитие крахмального производства выразилось вначале в
замене ручных терок барабанными, приводимыми в движение от
конного, а впоследствии и от механического привода, улучшении
качества очистки крахмала, что повысило и качество патоки. За-
тем наметился постепенный переход на паровой способ варки па-
токи, стали использовать костяной уголь для очистки паточных
сиропов и устанавливать вакуум-аппараты для окончательного
уваривания. 1\ 1914 г. общее число крахмало-паточных предприя-
тий достигло двух тысяч. Сосредоточены они были главным обра-
зом в Ярославской, Владимирской, Тамбовской, Рязанской и Пен-
зенской губерниях.

В 1909 г. было организовано производство кукурузного крах-
мала на Северном Кавказе, когда начали работать Г-й и 2-й Осе-
тинские заводы, перерабатывавшие всего по Ют кукурузы в сут-
ки. Несколько мелких предприятий вырабатывали пшеничный и
рисовый крахмал.

После Великой Октябрьской социалистической революции зна-
чительное количество мелких кустарных крахмальных заводов
было ликвидировано, а некоторые более крупные заводы подверг-
лись реконструированию и обновлению с целью увеличения мощ-
ности. В РСФСР, Белорусской ССР и Украинской ССР строились
новые картофелетерочные и крахмалосушильные заводы. На Яро-
славском комбинате (б. Волжский завод) в 1924—1925 гг. было
организовано в крупном масштабе производство кукурузного крах-
мала и патоки из него, а также производство кукурузного масла
и сухих кормов.

За годы довоенных пятилеток было реконструировано боль-
шинство паточных заводов, построено и расширено крупное пред-
приятие — Бесланский маисовый (кукурузокрахмальный и паточ-
но-глюкозный) комбинат, перерабатывающий в настоящее время
до 190 тыс. т зерна в год

В послевоенные годы наряду с восстановительными работами
большое внимание уделялось реконструкции предприятий, внед-
рению новой техники и укреплению теплосилового хозяйства за-
водов. В 1956 г. был пущен в строй новый кукурузопаточный за-
вод в Молдавской ССР, в 1962 г. закончено строительство куку-
рузокрахмало-паточного комбината в г. Верхнеднепровске. В на-
стоящее время комбинат перерабатывает около 180 тыс. т куку-
рузы в год; запланировано увеличение его мощности до 300 тыс. т.
Рост производства крахмалопродуктов в нашей стране, по дан-
ным Министерства пищевой промышленности СССР, представлен
в табл. 1.

В настоящее время крахмало-паточная промышленность СССР
вырабатывает продукции больше, чем любая другая страна, кро-
ме США. Однако потребность народного хозяйства СССР в
крахмалопродуктах удовлетворяется еще далеко не полностью.
Недостаточно вырабатывается из крахмалсодержащего сырья са-
харистых веществ. Поэтому крахмало-паточное производство по-
стоянно расширяется.

S
Таблица 1. Производство крахмалопродуктов в СССР (в тыс. т)

Основные крахмало- продукты	Годы								
	1912s	1940	19Б6	1965	1970	1975	1979	1980	1981 (план)
Сухой крахмал	21,57 107	85 236,7 221,1 268,8 263 185,6*** 275  Патока (все виды)	54,2	140	165	312,4	323,8	369,0	383	Зб9,9	392  Глюкоза	1,4	0,6	3,5	11,8	15,9	18,5	19,7	20,8	23  Итого:	77,17 247,6 253,5 560,9** 560,8 656,3 665,7 576,3 690									

* В границах России без губерний б. Царства Польского.

** После пуска и освоения Верхнеднепровского крахмало-паточного комбината.

*** Снижение из-за неурожая картофеля вследствие неблагоприятных кли-
матических условий года.

Реконструирован глюкозный завод Бесланского маисового
комбината с увеличением суточной мощности с 15 до 40 т крис-
таллической глюкозы. В 1981—1982 гг. начнется освоение круп-
ного Ефремовского крахмало-паточного комбината в Тульской
области. Проектная суточная мощность комбината 440 т товарной
кУкУРузы с выпуском из нее 150 т патоки, 100 т кристаллической
глюкозы и соответствующего количества побочной продукции.

Хорошая транспортабельность кукурузы, возможность полу-
чения ценных побочных продуктов (кукурузного масла, сухих
протеиновых кормов, кукурузного экстракта, гидрола и пр.), при-
менения комплексной механизации, а главное круглогодовой пе-
реработки хорошо сохраняемого зерна обусловливают высокую
технико-экономическую эффективность кукурузоперерабатываю-
щего производства, которое в этом отношении выгодно отличает-
ся не только от картофелекрахмального, но и от свеклосахарного
производства. Свойства самого сырья — кукурузы — позволяют
строить крупные предприятия с высоким уровнем производитель-
ности труда, фондоотдачи и низкой себестоимостью продукции.

В 1912 г. на долю кукурузного крахмала приходилось всего
0,8% общего количества вырабатывавшихся в стране крахмало-
продуктов. В 1937 г. в СССР из кукурузы было получено уже
40,7% крахмалопродуктов, а в 1967 г. — 59,2% всего объема ос-
новной крахмало-паточной продукции и, кроме того, большое ко-
личество ценных побочных продуктов.

Картофель представляет собой сырье, которое трудно транс-
портировать и хранить. Поэтому невозможно строить такие круп-
ные предприятия по его переработке, как современные кукурузо-
перерабатывающие комбинаты. В то же время по сравнению с
крахмалом из других видов сырья картофельный крахмал обла-
дает наиболее ценными пищевыми свойствами.

Успехи сельского хозяйства СССР обусловили непрерывный
рост объема заготовок картофеля, перерабатываемого с целью по-
лучения крахмалопродуктов. В 1965 г. было заготовлено 1,6 млн. т
картофеля, а в 1973 г. — уже 2,2 млн. т, что делает перспектив-
ным (по опыту Польской Народной Республики и других стран)
строительство более крупных предприятий с суточной переработ-
кой более 1000 т картофеля. На таких предприятиях можно ор-
ганизовать рентабельное использование всех сухих веществ кар-
тофеля (мезги, клеточного сока), выпуск ценных белковых кор-
мов, полностью ликвидировать спуск сточных вод в водоемы. Это
не исключает и строительства мелких предприятий в колхозах и
совхозах со сдачей выработанного сырого крахмала государст-
венным предприятиям.

Техническое перевооружение крахмало-паточной промышлен-
ности идет по пути освоения комплексной механизации всех про-
изводственных процессов (включая и подсобные операции па
складах сырья, готовой продукции и вспомогательных материа-
лов), автоматизации отдельных видов аппаратуры и целых стан-
ций, внедрения нового, прогрессивного оборудования (центрифуг
различного назначения, новых ситовых аппаратов, непрерывных
осахаривателей и нейтрализаторов, новых видов измельчающих
машин и т. д.), что обеспечивает повышение производительности
труда, увеличение фондоотдачи и снижение себестоимости про-
дукции. Особое значение имеет комплексная переработка сырья с
максимальным выделением крахмала высокого качества и полным
использованием сухого вещества сырья.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте крахмало-
продуктов (ВНИИК), на технологических кафедрах Московского,
Киевского и других институтов пищевой промышленности, подго-
тавливаются к внедрению прогрессивные технологические схемы,
конструируются и осваиваются новые виды оборудования, разра-
батываются проблемы перспективного развития крахмало-паточ-
ной промышленное™.

Внедрение новой техники, модернизация существующей, строи-
тельство новых предприятий, а также подготовка и повышение
квалификации инженерных кадров дадут возможность резко уве-
личить объем производства различных крахмалопродуктов и до-
вести его до размеров, необходимых для полного удовлетворения
потребностей народного хозяйства СССР.

СОВРЕМЕННЫЙ КАРТОФЕЛЕКРАХМАЛЬНЫЙ ЗАВОД

Производство крахмала из картофеля имеет сезонный харак-
тер и длится 5—7 мес: с сентября по январь — март. Начиная с
апреля содержание крахмала в картофеле даже при хороших ус-
ловиях хранения уменьшается значительно быстрее, чем в зимние
месяцы, что снижает экономичность его переработки.

В СССР производительность большинства картофелекрах-
мальных заводов относительно небольшая: 60—100 т картофеля
в сутки Имеется лишь несколько заводов (Климовский, Казац
кий, Новлянский и др), перерабатывающих 300—600 т картофе-
ля в сутки.
Из хранилищ картофель передается на завод при помощи гид-
равлических транспортеров, на которых устанавливают соломо-
и камнеловушки для отделения примесей. На заводе картофель
поступает в корытообразную мойку, снабженную горизонтальным
валом с насаженными на него по винтовой линии билами. Здесь
поверхность клубней отмывается от земли. Затем картофель по-
дают на автоматические весы, откуда он через бункер и шнек по-
падает на измельчение в барабанные картофелетерки.

Задача этой важнейшей операции — разорвать максимальное
количество клеток картофельного клубня, чтобы высвободить
(извлечь) свободно плавающие внутри вакуолей зерна крахмала.
Современные терочные барабаны вращаются со скоростью не ме-
нее 50 м/с и набраны пилками с выступающими зубьями высотой
1,2 мм в количестве не менее 7 на 1 см длины каждой пилки.

Полученная после терки картофельная кашка разбавляется
жидким крахмальным молоком* и поступает на ситовые аппара-
ты, где процеживается через металлическое сито Продукт, отде-
ленный на сите, вторично разбавляется и вновь процеживается.
Затем отмытая кашка вторично измельчается на картофелетерке,
называемой перетиром.

Окончательно измельченный продукт два-три раза промывают
на ситах и при содержании в нем свободного (неотмытого) крах-
мала ие более 3% на сухое вещество выводят из производства. В
сухом веществе этого продукта, так называемой мезге (кормовой
отход), содержится от 30 до 50% крахмала. После обезвожива-
ния она является ценным углеводным кормом.

Для отделения разбавленного клеточного сока (соковой воды)
крахмальное молоко со всех сит пропускают между двумя бара-
банами осадительной центрифуги. Здесь, в поле действия центро-
бежных сил, крахмал оседает и соскребается шнеком, а соковая
вода уходит через сливные окна

Крахмал, непрерывно выходящий из центрифуги, разводится
чистой водой, и крахмальное молоко поступает на рафинирова-
ние, т. е. отцеживание на ситовых аппаратах, имеющих тонкую
капроновую сетку, с помощью которой отделяется мелкая мезга.
Далее мезгу промывают на ситовых аппаратах с капроновой сет-
кой и выводят из производства. Жидкое крахмальное молоко по-
сле промывания мелкой мезги обычно направляют для разбавле-
ния кашки после первой терки.

Рафинированное (очищенное) крахмальное молоко поступает
на промывание, цель которого — окончательно отделить от крах-
мала нерастворимые и растворимые примеси.

Промывание производится в гидроциклонах или мультигидро-
циклонах — небольших цилиндроконических сосудах, собранных
в батарею. В них под действием центробежной силы поступающее

* Крахмальное молоко — суспензии ненабухших зерен крахмала » воде,
жидкое-- с небольшой концентрацией крахмала, густое — с концентрацией
под давлением крахмальное молоко разделяется на чистый крах-
мал и примеси. Обработка молока на мультигидроциклонах про-
изводится последовательно не менее трех раз, после чего полу-
чается чистое крахмальное молоко.

При выработке сухого крахмала густое молоко обезвожива-
ют на центрифугах с автоматическим управлением типа ФГН и
получают сырой крахмал влажностью 38—40%.

Центрифугированный крахмал подается транспортными уст-
ройствами в пневматическую сушилку и высушивается в восходя-
щем токе подогретого воздуха. Температура самого крахмала в
процессе высушивания не должна превышать 40—45° С, что в ус-
ловиях такой сушилки «мгновенного действия» обеспечивается
при температуре сушильного агента (воздуха) не выше 180—
200° С. Высушенный крахмал проходит отделку — просеивается
на ситовых аппаратах с тонкой капроновой сеткой и фасуется в
двойные джутовые или многослойные бумажные (крафт) мешки.

Влажность сухого картофельного крахмала должна быть 20%,
что обеспечивает его хорошее качество при длительном хранении.

На современных картофелекрахмальных заводах весь процесс
производства непрерывен, непродолжителен и полностью механи-
зирован. От поступления картофеля в производство до получения
сухого крахмала проходит всего 1—1,5 ч. Роль рабочих и инже-
нерно-технического персонала сводится к контролю за ходом тех-
нологического процесса, остановке и пуску отдельных видов обо-
рудования, уходу за ним (смена ситовых рам, замена износивших-
ся деталей и др.). Особое внимание уделяется достижению макси-
мального выхода® крахмала и обеспечению его высокого качест-
ва.

СОВРЕМЕННЫЙ КУКУРУЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ КОМБИНАТ

В СССР современные комбинаты перерабатывают по 500—
600 т кукурузы в сутки при товарной влажности ее 12—18%, что
равно вместимости 25—30 железнодорожных вагонов грузоподъ-
емностью 20 т. Ежесуточно вырабатывается примерно такое же
количество готовой продукции в виде сухого крахмала, патоки,
кристаллической глюкозы, кукурузного масла, кукурузного экст-
ракта, декстрина и гидрола. Работа подобных комбинатов пред-
ставляет собой хороший пример полного комплексного использо-
вания сырья.

Комбинаты, перерабатывающие кукурузное зерно, работают
непрерывно (круглосуточно) и в продолжении почти всего года, за
исключением кратковременной — на 20—30 дней — остановки
для капитального ремонта и модернизация оборудования.

* Выходом крахмала называется количество выработанного абсолютно
сухого крахмала в процентах массы переработанною сырья. Если выход вычие
лен в процентах массы абсолютно сухого крахмала, поступившего на перера-
ботку с сырьем, он называется коэффициентом извлечения»
Такая интенсификация производства по уровню техники и ко-
эффициенту использования оборудования ставит кукурузоперера-
батывающие комбинаты в один ряд с предприятиями химической,
нефтехимической, металлургической и других подобных отраслей
промышленности.

Весь процесс переработки кукурузного зерна полностью меха-
низирован, а на отдельных станциях автоматизирован. На пере-
довых предприятиях все производственные процессы, за исклю-
чением замачивания кукурузного зерна, осуществляются непре-
рывно.

Кукурузное зерно из железнодорожного или автомобильного
транспорта поступает в приемники элеваторов, а затем с по-
мощью горизонтальных ленточных транспортеров и вертикальных
ковшовых элеваторов (норий) подается сначала на зерноочисти-
тельные машины, а затем после взвешивания на автоматических
весах в бункера перед замочным отделением. Вместимость каж-
дого бункера равна вместимости одного замочного чана. Кукуру-
за из бункеров засыпается в очередной чан замочной батареи, со-
стоящей из 8—14 и более больших чанов, вмещающих по 25—
75 т и более кукурузного зерна каждый. Все чаны соединены
коммуникациями, обеспечивающими циркуляцию замочной воды
в чане н перекачивание ее из чана в чаи.

Процесс замачивания происходит при температуре 48—50° С
в растворе сернистой кислоты с начальной концентрацией SO2
0,25—0,3%. В зависимости от сорта и влажности зерно замачи-
вается в течение 36—55 ч. В замочном чане осуществляются
следующие операции:

загрузка зерна и заливка его прошедшей всю батарею замоч-
ной водой;

отбор части жидкости — кукурузного экстракта, ко-
торый далее идет на уваривание и с содержанием 48—50% сухих
веществ отгружается как сырье для медицинской и микробиоло-
гической промышленности;

длительный процесс собственно замачивания при последова-
тельном перекачивании замочной воды из чана в чан;

подача жидкости, содержащей сернистую кислоту;
промывание замоченной кукурузы;

выгрузка зерна для дальнейшей переработки.

Так как примерно 2/з растворимых веществ зерна диффунди-
рует в замочную воду, которая противотоком перекачивается из
чана в чан, процесс такого замачивания называется диффу-
зионным или противоточным.

Замоченное зерно размягчается и направляется на дробление
и выделение зародыша, содержащего основную массу жира. Из
зародыша после высушивания и прессоваиня получают куку-
рузное масло.

Получаемая после дробления зерна и выделения зародыша
кашка подвергается тонкому измельчению на измельчающих ма-
шинах, после которых содержание связанного в ней крахмала не
должно превышать 14—16% -

Для отделения и промывания крупной мезги применяют
преимущественно дуговые сита. Промытую крупную мезгу обез-
вреживают и используют в качестве корма. Молоко после отделе-
ния крупной мезги четыре раза последовательно пропускают через
ситовые аппараты с постепенно уменьшающимися отверстиями
капроновой сетки. При этом отделяется мелкая мезга, kotoj
рая промывается и используется в производстве корма.

Рафинированное (очищенное) крахмальное молоко направля-
ют на станцию центробежных сепараторов, где его последова-
тельно 3—4 раза обрабатывают для отделения от крахмала бел-
ка. Эти современные машины делают от 4500 до 6200 об/мии. По-
лученный глютен, состоящий в основном из нерастворимого бел-
ка и мелких зерен крахмала, должен содержать около 70% про-
теина (NX6,25) и не более 15—17% крахмала. Глютен обезвожи-
вается и используется как сырье для производства корма.

После сепараторов в крахмалы-юм молоке должно быть не бо-
лее 0,6—0,7% протеина и обнаруживаются еще заметные количе-
ства растворимых веществ (0,2—0,3%), Содержание их увеличи-
вается при применении старого, замкнутого процесса (по Видма-
ру). Поэтому крахмал дополнительно промывают, обрабатывая
на вакуум-фильтрах (2—3 раза) или гидроциклонах (8—11 раз).

Из чистого крахмального молока вырабатывают готовую про-
дукцию: сухой крахмал, патоку, глюкозу, декстрин
и пр. Из мезги, глютеиа с добавлением жмыха и отходов получают
сухой концентрированный корм влажностью 10—12%,
содержащий не менее 20% протеина.

Производства крахмальной патоки и кристалли-
ческой глюкозы после гидролиза крахмала имеют сходные
схемы очистки сиропов. Прежде всего крахмальное молоко под-
вергают химической обработке — гидролизу в присутствии глав-
ным образом соляной кислоты как катализатора прв температу-
ре 140—145°С. Подогрев крахмального молока осуществляется
паром под определенным давлением в конверторах или непрерыв-
ных осахаривателях. Для получения патоки осахаривание обыч-
но доводят до 38—42%-ного содержания редуцирующих веществ
(РВ)* в пересчете на сухое вещество. Для получения глюкозы
применяют более жидкое крахмальное молоко и проводят более
глубокий гидролиз (до 90% РВ и выше). Полученные гидролиза-
ты нейтрализуют раствором соды (Na2COs) до pH 4,7 и направ-
ляют на механическую фильтрацию для отделения взвешенных
примесей. Для ускорения очистки добавляют кизельгур, перлит и
другие порошки. В сироп добавляют активный уголь типа норнт
(15% всего применяемого количества) и после контакции с углем
сироп также фильтруют. Очищенный жидкий сироп выпаривают до

* Редуцирующие вещества (РВ)—в данном случае смесь сахаров (в экви-
валентах глюкозы), восстанавливающих щелочные растворы окиси меди
концентрации 55—57° Сд в трехкорпусиой выпарке. Густой сироп
вновь дважды обрабатывают активным углем (первый раз отра-
ботавшим после последней фильтрации, второй раз свежим) и
дважды фильтруют. На все три фильтрации дают до 1 % активного
угля к массе сухих веществ сиропов. Чистый густой сироп оконча-
тельно уваривают в вакуум-аппаратах, прн этом в патоиных си-
ропах содержание сухих веществ доводят до 78%. После охлаж-
дения в холодильниках готовую патоку перекачивают в же-
лезнодорожные цистерны или баки для хранения.

Глюкозные сиропы уваривают до содержания 75% сухих
веществ, охлаждают и направляют в кристаллизаторы, где остав-
ляют примерно '/з утфеля * от предыдущего оборота в качестве
затравки. Постепенным медленным понижением температуры в
кристаллизаторах с 48 до 25° С регулируют скорость кристаллиза-
ции. Первый продукт кристаллизуется в течение 4—5 сут. Гото-
вый утфель центрифугируют в автоматизированных центрифугах
с перфорированным барабаном и сеткой. При частоте вращения
барабана до 1500 об/мин под действием центробежных сил меж-
кристальный раствор (первый оттек- зеленая патока)
отделяется, оставляя на сетке кристаллы. Кристаллы на сетке про-
мывают конденсатом и получают второй оттек — белую па-
току. Затем кристаллы выгружают нз центрифуг и транспорти-
руют в сушилку, просеивают и готовую кристаллическую
гидратную глюкозу фасуют в бумажные мешкн.

Первый оттек подвергают дополнительному гидролизу с соля-
ной кислотой. Затем нейтрализуют, очищают и уваривают анало-
гично описанному выше. В кристаллизаторе II продукта процесс
идет значительно дольше (10—11 сут), так как доброкачествен-
ность ** этого продукта ниже, чем I продукта. Утфель II про-
дукта центрифугируют, но не промывают. Получающийся оттек
называется гидролом, содержит 68—72% РВ и используется в
медицинской промышленности и других отраслях народного хо-
зяйства. Кристаллы II продукта — желтый сахар смешива-
ют с белой патокой и комочками, отсеянными от готовой глюко-
зы, растворяют в горячем конденсате н клеровку возвращают
на линию I продукта, увеличивая общий выход глюкозы.

Производство сухого кукурузного крахмала из сырого анало-
гично производству сухого картофельного крахмала, но из-за
меньшей гигроскопичности его высушивают до влажности 13%.

На современных комбинатах выход крахмала из кукурузы до-
стиг 66—67%, масла — 2,8—3,2%. Новые схемы производства
кристаллической глюкозы позволяют значительно увеличить вы-
ход и этого продукта. Отсюда ясно, насколько велнки возмож-
ности дальнейшего увеличения объема крахмалопродуктов, полу-
чаемых из кукурузы.

* Утфель — смесь кристаллов сахара с межкристальным раствором, полу-
чающаяся после кристаллизации.

** Доброкачественностью называется масса химически чистого основного ве-
щества (сахара, крахмала) в данном продукте (в % массы всех сухих веществ).
г

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ПРОИЗВОДСТВО КРАХМАЛА

Глава I. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА КРАХМАЛА

1.	ХАРАКТЕРИСТИКА КРАХМАЛА

Крахмал — резервное питательное вещество растений, необхо-
димое им в начале вегетации. В наибольшем количестве он содер-
жится в семенах, клубнях и корнях растений. Для промышленно-
го получения крахмала в качестве сырья используют именно эти
части растений, так как значительное содержание в них крахма-
ла делает производство его экономически оправданным.

В настоящее время основное количество крахмала вырабаты-
вается из зерна (кукурузы, пшеницы, риса, сорго и др.) и корне-
клубневого сырья (картофель, маниока, батат и др.).

По внешнему виду чистый крахмал товарной влажности пред-
ставляет собой белоснежный сыпучий порошок, состоящий из
мельчайших зерен. Форма, строение и размеры зерен крахмала
различны и настолько характерны для каждого растения, что в
большинстве случаев по их внешнему виду удается определить
сырье, из какого был получен крахмал.

Форма, химический состав и свойства крахмальных зерен, а
также толщина слоев внутри зерна в известной степени зависят
от среды, которая окружает их в процессе роста.

Повышенная влажность и отсутствие клейких веществ способ
ствуют образованию крупных зерен, более правильных по фор-
ме, но более хрупких, как, например, зерна картофельного крах-
мала (см. рис. 1). В крупных зернах под микроскопом ясно вид-
ны бороздки, концентрически размещающиеся вокруг глазка. Сам
глазок в виде точки или черточки эксцентрически расположен в
узкой части зерна Слои особенно хорошо видны при окраске зе-
рен разбавленной хромовой кислотой.

Глазок является органическим центром, вокруг которого на-
слаивается крахмал, образуя зерно. В 1956 г. было доказано, что
при введении меченого углерода С-14 радиоактивность сосредо-
точивается во вновь образованном слое зерна. Это свидетельст-
вует о том, что новые слои крахмала образуются на поверхности
крахмальных зерен и в дальнейшем не изменяются.

При высыхании крахмальных зерен внутри их слоистой струк-
туры развивается давление. С уменьшением влажности давление
увеличивается и па поверхности зерна образуются трещины (бо-
роздки). В поляризованном свете зерно картофельного крахмала
просвечивается насквозь, за исключением двух темных линий, пе-
ресекающихся над глазком. Обычно эти линии из-за эксцентричес-
кого расположения глазка имеют Х-образную форму. При раз-
давливании зерна картофельного крахмала легче всего разруша-
ются по радиальным линиям.

Внешний слой крахмальных зерен по своим свойствам замет-
но отличается от внутренних слоев.

Высказывалось предположение, что внешний слой, или обо-
лочка крахмального зерна, состоит главным образом из молекул
с ветвистым строением (амилопектин). Но большинство исследо-
вателей в настоящее время считают, что оболочка крахмального
зерна отличается от крахмала, находящегося в более глубоких
слоях, лишь физико-химическими свойствами (более прочной мо-
лекулярной структурой), содержит меньше влаги и более стойка
к внешним воздействиям.

2.	ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРАХМАЛА

Размер и структура крахмальных зерен

Размер крахмальных зерен колеблется от 2 до 150 мкм. Зер-
на рисового крахмала мало отличаются по размерам. То же на-
блюдается и в кукурузном крахмале. Зато ржаной и пшеничный

крахмал имеет как крупные, так
и очень мелкие зерна.

Картофельный крахмал.
Крупные зерна картофельного
крахмала имеют овальную фор-
му и по внешнему виду напоми-
нают раковины (рис. 1). Раз-
меры зерен колеблются от 15
до 100 мкм Мелкие зерна имеют
круглую форму, бороздки и гла-
зок на них слабо заметны.

Для производства наиболее
ценны крупные зерна: они легче
подвергаются обработке и дают
крахмал более высокого каче-
ства.

Кукурузный (маисовый) крах-
мал. Зерна кукурузного крах-
мала (рис. 2) бывают много
гранные — из роговидной части
эндосперма — и круглые — из
мучнистой части его. Крахмал
из кремнистых сортов кукурузы

Рис. 1. Зерна картофельного
крахмала.

имеет зерна преимущественно

многогранной формы, из крахмалистых сортов — круглой. Размер
зерен различен для каждого вида крахмала, ио в среднем равег
15 мкм по наибольшей оси.ЮДычно в товарном сухом крахмале
Г
очень мало мелких зерен (размером около 5 мкм); размер круп-
ных зерен достигает 25—26 мкм.

В зернах кукурузного крахмала нет бороздок, но имеется
большой круглый глазок. В молотом сухом крахмале вместо
глазка видно углубление, из которого расходятся трещины. В по-
ляризованном свете заметен крест на месте глазка нли в геомет-
рическом центре зерна.

Рис 2. Зерна кукурузного крах-
мала.

Рис. 3. Зерна крахмала восковид-
иой кукурузы.

Крахмал восковидной кукурузы. Крахмальные зерна, полу-
ченные из восковидной кукурузы (рис. 3) по внешнему виду (раз-
мерам, форме и характерным особенностям) не отличаются от зе-
рен обычного кукурузного крахмала. Длина зерен от 5 до 25 мкм.
В центре заметен глазок. В поляризованном свете виден крест
правильной формы. При действии раствора пода зерна восковид-
поги крахмала окрашиваются в красновато-коричневый цвет в
•отличие от зерен крахмала обычной кукурузы, дающих с йодом
синее окрашивание.

Пшеничный крахмал. Зерна пшеничного крахмала (рис. 4) ха-
рактеризуются наличием двух фракций: крупных (от 20 до
35 мкм) и мелких (от 2 до 10 мкм). Плоские эллиптические или
круглые по форме, они не имеют бороздок. Расположенный в
центре глазок слабо заметен лишь в крупных зернах. В поляри-
зованном свете на некоторых зернах видны бледные неясные кре-
сты.

Ржаной и ячменный крахмал. Зерна ржаного и ячменного
крахмала по внешнему виду похожи на зерна крахмала из пше-
18
ницы. Наличие большого количества мелких зерен сильно затруд-
няет разделение крахмала и белковой фракции при обработке
суспензий на центробежных сепараторах, что снижает выход крах-
мала нз такого сырья.

Рисовый крахмал. Наиболее мелкие крахмальные зерна — -от
3 до 8 мкм — получаются при выработке крахмала из риса
(рис. 5). Однако благодаря большей однородности зерен по раз-

Рис. 4. Зерна пшеничного крахма-
ла.

Рис. 5. Зерна рисового крахмала.

меру получение рисового крахмала связано с меньшими труднос-
тями, чем, например, получение пшеничного. Форма зерен много-
гранная. Часто они бывают собраны в кисти или имеют сложную
структуру (конгломераты круглой или многогранной Формы). Из-
за мелкого размера никаких характерных черт (глазок, борозд-
ка и т. д.) в обычном и поляризованном свете в зернах рисового
крахмала различить не удается.

Крахмал восковидного сорго. По размеру и форме зерна
крахмала восковидного сорго (рис.. 6), особенно вида Red leoii,
сходны с зернами крахмала обычной н восковидной кукурузы.
Размер зерен в среднем равен 15 мкм (от 6 до 30 мкм). Зерно
имеет глазок в центре и ясно различимые радиальные трещины.
Бороздки не видны. В поляризованном свете заметен правильный
крест. Зерна, как и зерна крахмала из восковидной кукурузы,
при действии йода окрашиваются в красновато-коричневый цвет.
Физические константы

Плотность абсолютно сухого картофельного крахмала в за-

висимости от его происхождения, по данным разных исследова-
телей, принята равной 1633—1648. кукурузного— 1591 —1932 кг/м3.
Плотность воздушно-сухого картофельного крахмала принята
равной 1500—1503, кукурузио-

Рис. 6. Зерна крахмала восковид-
ного сорго.

куум-эксн катере при давлении

го— 1528—1530 кг/м3.

Насыпная масса 1 м3
картофельного крахмала влаж-
ностью 20% (в холодном состоя-
нии) принята равной 650 кг,
влажностью 50% — 1250 кг.

Коэффициент тепло-
вого расширения крах-
мальных зерен картофельного
крахмала, определенный под
водой при температуре 15—17° С,
в среднем равен 0,0003169, при
23—25° С — 0,0003957 и при 15—
25° С —0,0003989.

Удельная теплоем-
кость полностью насыщенного
водой крахмала составляет
[в Дж/(кг-град)]: в пределах
температур 0—20° С — 1,3812 -103.
0—42° С — 1,5510-103 н 0—
60° С— 1,5905-103.

Ниже приводится зависи-
мость удельной теплоемкости
крахмала, высушенного в ва-
,33 кПа в течение 10 сут над кон-

центрированной серной кислотой, от температуры:

Температура, °C

0--20

0—42

0—60

0—100

Удельная теплоемкость,
Дж/(кг.град)
1,2083-103
1,2974- Юз
1,3184-103
1,4118-103

Линейная зависимость от температуры выражается формулой
х = (0,2786 + 0,0006/) 4,1868-103,
где х — удельная теплоемкость, Дж/(кг-град); t — температура, °C.

Теплотворная способность картофельного крахмала
составляет 17 698-103 Дж/кг (4228 ккал/кг), а по другим опреде-
лениям — 17 510-103 Дж/кг (4183 ккал/кг).

Удельное вращение клейстеризованиого картофельного
крахмала 1а1Ь° равно 204,3°, кукурузного — 201,5°.
Целые крахмальные зерна нерастворимы в воде при обыкно-
венной температуре Крахмал не растворяется также в спирте,
эфире, сероуглероде, хлороформе, бензоле; частично, а иногда
полностью растворяется в щелочах и растворах некоторых солей
(СаС12, солей Zn, Mg и др.).

Крахмал, высушенный при температуре 100—110° С, очень
гигроскопичен. Крахмальные зерна картофельного крахмала при
температуре 17—20° С поглощают из воздуха 10,3% воды при от-
носительной влажности окружающего воздуха 75% и 20,9% во-
ды при относительной влажности воздуха 100%. Поэтому товар-
ный сухой картофельный крахмал выпускается влажностью 20%,
кукурузный и пшеничный — 13%.

Набухание, клейстеризация и ретроградация

Набухание зерен крахмала в воде при повышении темпера-
туры с образованием вязкого коллоидною раствора — одно из
наиболее важных свойств крахмала, характеризующее его как
гидрофильный высокополимер. Около 6% воды в сухом крахмале
связано по первичным гидроксилам водородной связью. При на-
бухании вода проникает в макромолекулы, разрушает водород-
ные связи и увеличивает объем зерен крахмала.

В процессе нагревания структура суспензированных в воде
крахмальных зерен изменяется. Вначале при медленном погло-
щении воды происходит ограниченное набухание зерен и повыше-
ния вязкости суспензии не наблюдается. Крахмальные зерна со-
храняют свой внешний вид и двойное лучепреломление. При ох-
лаждении суспензии и высушивании крахмальных зерен каких-
либо изменений в них не обнаруживается.

При повышении температуры крахмальной суспензии с 55 до
65° С начинается вторая фаза набухания. Крахмальные зерна
увеличиваются в объеме в несколько раз, поглощая большое ко-
личество воды и теряя структуру и способность к двойному луче-
преломлению. Более крупные зерна всех видов крахмала набуха-
ют быстрее и клейстеризуются легче, чем мелкие. Во второй фазе
набухания быстро увеличивается вязкость крахмальной суспен-
зии.

Некоторая часть крахмала переходит в раствор, что можно
обнаружить реакцией с разбавленным раствором йода в осветлен-
ной тем или иным способом жидкости.

При дальнейшем нагревании суспензии наступает третья ста-
дия набухания крахмальных зерен, когда они разрываются пли
прекращают увеличиваться в объеме и принимают вид бесфор-
менных мешочков, из которых выщелочена более растворимая
часть.

Охлаждение полученного коллоидного раствора даже с не-
большим содержанием крахмала приводит к образованию проч-
ного геля вследствие заполнения всего объема набухшими ме-
точками из крахмальных зерен. Этот процесс называется к л е й-
стеризацией.

Набухание крахмальных зерен можно вызвать не только на-
греванием суспензии, но и действием на нее растворов щелочей и
солей некоторых металлов при комнатной температуре. Возмож-
но регулирование скорости набухания крахмальных суспензий из-
менением концентрации действующих реагентов, что представля-
ет некоторые удобства при микроскопическом исследовании про-
цесса набухания крахмала, а также при различных его модифи-
кациях.

Крахмальные зерна, подвергавшиеся обработке кислотами, пе
способны к набуханию. При последующей обработке горячей во-
дой такие зерна распадаются и крахмал переходит в раствор В
процессе растворения макромолекулы крахмала распадаются на
фрагменты меньшего размера, уже неспособные образовывать ог-
ромные структурные решетки, характерные для набухших крах
мальных зерен.

Кипячением или механической обработкой, например измель-
чением в гомогенизаторе разбавленного крахмального клейстера,
состоящего в основном из набухших зерен, можно сделать клей-
стер более жидким. Прочность концентрированных гелей зависит
от степени переплетения крахмальных молекул.

При длительном стоянии крахмальные растворы подвергают-
ся ретроградации — постепенному разрушению с выделением
нерастворимого осадка, например амилозы. В некоторых услови-
ях ретроградации выпавшая в осадок амилоза еще обладает за-
метным двойным лучепреломлением. При ретроградации посте-
пенно происходит агрегирование части крахмала, сопровождаю
щееся образованием нерастворимого микрокристаллического
осадка. Агрегация крахмала делает его недоступным для воздей-
ствия ферментов, даже если агрегаты остаются растворенными,
т. е. неосажденными.

Замораживание водных растворов крахмала способствует ус-
корению процесса ретроградации. Методом замораживания мож-
но вызвать perpoi радацню даже стабильных крахмальных раст-
воров. Необходимо заметить, что растворы некоторых препаратов
амилопектина также способны к ретроградации. Легко ретрогра-
дирует крахмал, осажденный спиртом и вновь растворенный. Про-
цесс ретроградации может быть задержан удалением части вла-
ги или с помощью реагентов, вызывающих набухание крахмаль-
ных зерен.

Процессы набухания и клсйстеризации крахмала, имеющие
важное теоретическое и практическое значение, изучались многи-
ми исследователями в нашей стране — В. И. Назаровым, М. И.
Княгипичевым, А Б. Лукьяновым и др.

В связи с большими экспериментальными трудностями далеко
не полностью изучены свойства гелей крахмала и реологические
свойства крахмальных клейстеров.
3.	ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРАХМАЛА

По химическому составу крахмал является смесью по крайней
мере двух гомополисахаридов. Его химическая эмпирическая
формула (C6HioOs)n свидетельствует о том, что основой крахмала
является глюкозный остаток CnHioOj.

Реакция с йодом

При действии на крахмальный клейстер раствора йода с йоди-
стым калием наблюдается интенсивное синее окрашивание, исче-
зающее при нагревании и вновь появляющееся при охлаждении.
Полная реакция известна уже более 100 лет, но изучили ее в до-
статочной мерс лишь в последнее время. Реакция настолько чув-
ствительна, что появляется уже в растворе крахмала в разведе-
нии 1 :500 000. В реакции можно выделить две стадии.

На первой, связанной с началом действия йода на полисаха-
риды, протекает процесс комплексообразования, подчи-
няющийся стехиометрическим отношениям. Особенно отчетливо об-
разование комплекса видно при реакции с амилозой и амилозопо-
добными разветвлениями молекул амилопектина. Молекулы йода
спиралеобразно обвиваются цепью амилозы, причем на каждую
молекулу йода приходится шесть глюкозных остатков (один пол-
ный оборот спирали). Такой механизм комплексообразования под-
тверждается рентгеиоструктурным анализом и, кроме того, скач-
ком потенциала при дальнейшем прибавлении раствора йода пос-
ле окончания комплексообразования.

На второй стадии происходит процесс адсорбции йода.
Эта стадия непродолжительна. У амилопектина адсорбция йода с
самого начала проходит на неровной поверхности сильно развет-
вленного полисахарида, что затемняет ход процесса. Оттенок окра-
шивания зависит от строения и степени ветвления полисахарида

Во время гидролиза по изменению окраски йодного раствора
можно судить о глубине осахаривания. Этим пользуются в произ-
водственных условиях, например при получении крахмальной па-
токи, для быстрого определения количества образовавшихся ре-
дуцирующих веществ.

Гидролиз

Основная химическая реакция — гидролиз крахмала -
при достаточном разбавлении и действии катализаторов (ионе
водорода или амилаз) приводит к количественному переходу крах-
мала в D-( + )-глюкозу (a-D-глюкопиранозу) в соответствии с урав
пением

(CfHwO5)n + nHjO = пСсН1вО0.

Два полисахарида — амилоза и амилопектин, выделяемые npi
фракционировании из крахмала, различаются между собой строе
нием и характером связей между глюкозными остатками, что вид-
но из следующей схемы:

(ejCHsOH

нХ-он

СН2ОН

СН2ОН

Н°Сй
н

’С(2)

ОН

и

он

н

он

°\У

5\9" H/CW
с-----с

С---С он

	Амилоза	_11	to)CH2OH  н о—’с н  I/ АХ'  (i)C 14 мйСИ		
				\i	i/L_ о	  (2)С	пус	
CH..OH	СН2ОН	(’  Н2(	—	он н  )	СН2ОН  1	

НС--ОН

нЛ(|)

.ОН Нр>

НС----о н

1/Л	\'

Н,С(

-O-JV-----'/L

Н с------о н

‘

он

он

Амилопектин

нс—о II

Си С (2)
н он

н он

н

н

Начало изучению строения крахмала, как указывалось, поло-
жил адъюнкт К. С. Кирхгоф, который в 1811 г., работая в Рос-
сийской Академии наук, впервые открыл в лабораторных услови-
ях кислотный и ферментативный гидролиз крахмала и получил в
первом случае глюкозу, во втором — мальтозу.

В молекуле крахмала глюкозные остатки соединены а-глюко-
зидными связями. В начале гидролиза крахмал проявляет очень
слабую редуцирующую способность. По мере углубления процес-
са способность к восстановлению щелочных растворов сульфата
меди увеличивается. В продуктах гидролиза крахмала можно об-
наружить небольшое количество веществ иеуглеродного характе-
ра. Эти продукты принято считать примесями, которые ие могут
быть удалены при производстве крахмала. В гидролизатах обна-
руживаются неорганические ионы, жирные кислоты и азотистые
вещества, возможно, белкового происхождения.

Строение и свойства фракций крахмала

По принятой в настоящее время классификации фракции крах-
мала являются в основном линейными и нелинейными. Линейную
фракцию называют амилозой, нелинейную — амилопекти-
ном. В линейном полимере глюкозные остатки соединены в ос-
новном а-1,4-глюкозидиыми связями. Нелинейные полимеры со-
держат очень большое количество подобных связей, однако ли-
нейность структур периодически прерывается связью другого ти-
па, например <х-1,6-глюкозидной. Такая связь может присоединять
другую цепочку глюкозных единиц к первой цепочке ангидрид-
ных глюкозных единиц, образуя ветвистую структуру (древовид-
ное строение).

Изучение состава и структуры крахмала осложнено' резко вы-
раженным свойством молекул крахмала, особенно линейных, свя-
зываться друг с другом через вторичные (например, водородные)
связи

Проф. И. Самец, использовав в целях ускорения осаждения
студенистой фракции картофелекрахмального амилопектина элек-
троосаждение с помошью расположенного па дне сосуда анода,
нашел, что молекулы картофелекрахмального амилопектина пре-
вращаются, по-видимому, в сложный эфир с небольшим количе-
ством фосфорной кислоты. Было также установлено, что в карто-
фельном крахмале содержится около 73% амилопектина и 27%
амилозы. В то же время фракции амилозы нс содержали или со-
держали очень небольшое количество фосфора — до 0,03%. Рас-
творы амилозы нестойки и быстро подвергаются ретрограда-
ции.

Л. Маккен и Е. Ру, использовавшие в исследованиях крахма-
ла метод выщелачивания горячей водой, растворяли порцию крах-
мала и отделяли затем жидкую фазу от набухших крахмальных
зерен центрифугированием. Растворенная в фильтрате часть
крахмала при отстаивании осаждалась; ее вновь растворяли при
температуре 150° С в свежей воде и давали отстояться. Затем из-
влеченный материал сравнивали с исходным крахмалом Амило-
за в растворе окрашивалась йодом в чисто синий цвет, интенсив-
ность синего окрашивания при взаимодействии йода и клейстера
исходного крахмала была равна 79% интенсивности цвета, полу-
чавшегося при действии йода на амилозу.

Метод экстракций горячей водой применялся при исследова-
нии крахмала разного происхождения; после трехкратной экст-
ракции и высушивания экстрагированного вещества в раствор пе-
реходило следующее количество амилозы (в %): из кукурузного
крахмала — 30, из пшеничного — 27, из рисового — 31,5. При ис-
следовании картофельного крахмала было установлено, что зна-
чительное количество амилопектина при экстракции также пере-
ходит в раствор. В таких случаях растворы подвергали очистке
путем адсорбции амилозы на вате.

В последние годы амилозу добывают из крахмала в промыш-
ленном масштабе для получения из нее различных производных,
например пленок (подобных пленкам из целлюлозы). Пленки
применяются в качестве оболочек для сосисок, колбас и других
изделий н характеризуются прочностью, прозрачностью, нераст-
воримостью в воде, легкой растворимостью под действием фер-
ментов желудочного сока с образованием усвояемых продуктов
гидролиза.
Выведены сорта кукурузы с содержанием амилозы до 75%
Таким образом, открываются новые широкие возможности при-
менения кукурузного крахмала, особенно для образования раз-

личных пленок и волокон.

Амилоза полностью расщепляется р-амилазои с неальде-

гидного конца, частями — по

а

два глюкозных остатка, образую-
щих с присоединением одной
молекулы воды мальтозу. Исклю-
чение представляют точки ветв-
ления, которые, как это дока-
зано Б. Н. Степаненко и
Е. М. Афанасьевой, в небольшом

6

количестве имеются у некоторых
амилоз.

Цепочковидная молекула ами-
лозы, в которой глюкозные
остатки связаны между собой
в основном связью а = 1,4 (см.
/ис. 7, а), дает в чистом виде
синее окрашивание с йодным
раствором. Молекулярная масса
амилозы равна 160000—1 000000
(и даже выше), что соответст-
вует 1000—6000 и более глюкоз-
ных остатков. Пространственная
конфигурация молекул ами-
лозы обусловлена конфор-

Рис. 7. Строение амилозы
(а) и амилопектина (б), по
К- Мейеру. Стрелкой обозначено
Амилопектин имеет, как установил К- Мейер и подтвер-
дили многие исследователи, многократно разветвленную молеку-
лу (см. рис. 7, б), также состоящую из глюкозных остатков. В це-
почках амилопектина молекулы связаны а-1,4-глюкозиднон
связью, а в точках ветвления имеется связь а-1,6, которая разру-
шается примерно в 4 раза труднее, чем связь а-1,4 (см. рис. 7, б).

При ферментативном гидролизе р-амилаза разрушает только
наружные цепочковидные отростки молекулы амилопектина, име-
ющие связи а-1,4, и не может разрушить связи а-1,6 в точках
ветвления. Остающаяся часть (сердцевина) молекулы амилопек-
тина называется остаточными декстринами, или р-декстринами.

Амилопек1ип, отделенный от амилозы, дает с йодом фиолето-
во-красное окрашивание и содержит значительно больше фосфо-
ра, чем амилоза (0,20—0.22%).

Амилопектин сильно набухает в воде и образует вязкие и стой-
кие коллоидные растворы. При приготовлении клейстера из крах-
мала амилопектин препятствует ретроградации амилозы, играя
роль защитного коллоида.

Молекулярная масса амилопектина значительно больше, чем
амилозы, и достигает в некоторых случаях 5-I08.

Восковидные кукуруза и сорго содержат крахмал, почти цели-
ком состоящий из амилопектина. Такой крахмал обладает рядом
ценных для промышленного использования свойств.

В табл. 2 показаны основные различия в свойствах амилозы и
амилопектина.

Таблица 2. Различия свойств амилозы и амилопектина

Свойства или признак	Фракция	
	аяилояная	акблопективовая

Растворша

Легко ретрогради-
рует

Синяя

18—20

Растворимость при сбработке зерен крах-
мала водой ниже 100° С

Стабильность раствора при хранении

Окраска йодного комплекса

Способность связывать йод, %

Число нередуцирующих концевых групп на
молекулу

Растворимость при обработке крахмала
30%-ной натрий-салициловой кислотой
Отношение раствора к высшим спиртам

Отношение к целлюлозе

Отношение к кислой А|2О3

Действие ₽-амцдазы (в присутствии Z-фер-

мента)

Пленкообраэующая способность фракций и
их производных

Растворима

Выпадает в осадок
В виде комплекс-
ного соединения
Адсорбируется

Не адсорбируется
Расщепляется пол-
ностью

Эластичные пленки

Нерастворима

Остается стабиль-
ным

Фиолетовая
0—1,3

Несколько сот

Нерастворцда

Остается в раство-
ре

Не адсорбируется
Адсорбируется
Расщепляется
примерно на 50%

Хрупкие пленки
Другие химические свойства крахмала

При смешивания с растворами неорганических и органических
кислот картофельный крахмал адсорбирует относительно неболь-
шое их количество. Так, например, соляной кислоты адсорбирует-
ся 1,9%, серной — 0,4, щавелевой — 3,1%. Органические и неор-
ганические кислоты оказывают большое влияние на температуру
клейстеризации крахмала (табл. 3).

Таблица 3. Зависимость температуры клейстеризации (в X) крахмала от
содержания кислот в растворе суспензии

Соляная	60,8	60,6	59,7	58,6

Серная	—	61,8	63,8	64,2

Уксусная	—	58,3	56.1	54,0

56.3	—	49,6	—	-	—	—

64,5	—	65,2	63,0	60,5	55,8	49,1

54,9	54,6	53,7	52.0	50 4	—	—

При действии на натуральный и модифицированный крахмал
органических и минеральных кислот образуются его производные.
В результате нагревания крахмала с уксусным ангидридом при
температуре 140—150° С получается ацетилпроизводное, которое
гидролизуется с обратным образованием крахмала. Однако при
нагревании до более высокой температуры образуется ацетилиро-
ванный крахмал, даюшнй при гидролизе декстрин.

Воздействие на крахмал кислот хорошо освещено в техничес-
кой литературе; во многих патентах, посвященных этому вопро-
су, указывается на получение значительного количества продук-
тов, употребляемых в различных отраслях промышленности.

А. В Раковский показал, что разные виды крахмала адсорби-
руют большое количество щелочей (до 35—60%)- Кроме того,
растворы шелочей понижают температуру клейстеризации крах-
мала (табл. 4). Температура клейстеризации первого образца
крахмала без раствора щелочи 59,7° С, второго 57,4° С.

При действии на крахмал щелочей получаются неустойчивые с
колеблющимся составом продукты типа алкоголятов, например

Таблица 4. Зависимость температуры клейстеризации (в С) крахмала
от концентрации щелочи
CisHaoOfo-NaOH, представляющие собой аморфные, легко раст-
воряющиеся вещества с сильно щелочной реакцией.

Конечным продуктом гидролиза крахмала под действием кис-
лот является a-D-глюкоза, а ферментативный гидролиз крахмала
с помощью диастаза останавливается на образовании мальтозы.

Некоторые виды зернового крахмала, например кукурузный и
пшеничный, трудно очищать от следов азотистых веществ.

Многими исследователями при исследовании кукурузного и
картофельного крахмала, очищенного негидролизующими реаген-
тами (такими, как вода при низких температурах и эфир) и за-
тем полностью гидролизоваиного разбавленной соляной кислотой,
обнаружено в крахмале некоторое количество фосфатов, жирны*
кислот, кремнезема, азотистых п других веществ. Результаты ана-
лизов (в %) приведены в табл. 5.

Таблица 5. Содержание в крахмале фосфатов, жирных кислот, азотистых и
других веществ (в 1^)

Составная	Картофельный крахмал		Составная		Кукурузный Крахмал
		^крахмал		крахмал	
РА	0.176	0,045	KjO	0,018	
SiO„	0,069			Na2O	0 008	0,041
SO,	0,008			Fe2Os	е' п-’ль1		
СаО	0,058	0,024	N	0,0113	0,12
MgO	0,001	0,014	Жир*	0,04	0,61

* Разница между общин жиром, содержащимся в крахмале,
эфире экстрактом

и растворимым 1

Следовые количества магния, железа и сульфатов находятся, не-
видимому, в соответствии с чистотой образцов крахмала, подвер-
гавшихся исследованию. Кислотность крахмала зависит от содер
жания в нем фосфорной кислоты, которая является соединением
подобным амилофосфорному кислому эфиру, дающим реакции
двухосновной кислоты. Остающиеся валентности фосфорной кис-
лоты находятся в большем или меньшем насыщении катионамг
щелочных или шелочно-земельных металлов. Промыванием крах-
мала разбавленной минеральной кислотой из него удаляют катио-
ны, но не фосфорную кислоту.

Катионы, присутствующие в крахмале, определяют различные
его свойства. Содержание щелочных катионов обусловливает про-
зрачность и высокую вязкость крахмального клейстера, щелочно-
земельных — значительно меньшую вязкость и непрозрачное^
крахмального клейстера. При наличии в крахмале водорода в ка-
честве катиона получается почти прозрачный крахмальный клей-
стер.
Легкость, с какой один катион замещается другим в сырых
крахмальных зернах, является возможной причиной неодинако-
вой вязкости различных образцов крахмала однородного проис-
хождения. Найдено, например, что содержащиеся в производст-
венной воде минеральные соли обусловливают замещение в крах-
мале калия кальцием. Определяющим фактором однородности
свойств крахмала является валентность катионов.

Глава II. КАРТОФЕЛЬ КАК СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
КРАХМАЛА

1.	ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Картофель (Solanum tuberosum) является одним из основных
видов сырья для производства крахмала. Растение это принадле-
жит к семейству Solanaceae (пасленовых), группе клубнеплод-
ных, которые обладают характерной особенностью (см. рис. 9):

Рис. 9. Картофель.

помимо корней 3 образуют подземные стеблевые побеги — столо-
ны 1 с мясистыми утолщениями — клубнями 2.

Картофель — многолетнее цветковое растение родом из Юж-
ной Америки. В условиях Европы его культивируют как однолет-
нее, размножая при помощи клубней. В наших условиях культу-
ра картофеля широко распространена во многих областях нечер-
ноземной полосы РСФСР и БССР, в УССР, а также на Севере,
Западе, Юго-Востоке, в Поволжье, на Урале и в Сибири. Из-за
вырождения посадки картофеля в южных областях незначитель-
ны.

Главными преимуществами картофеля как сырья для произ-
водства крахмала являются:

а)	возможность получения наибольшего количества крахмала
с 1 га посевной площади по сравнению с другими видами крах-
малсодержащего сырья, возделываемого в СССР;

б)	простота и доступность технологии картофельного крахма-
ла;

в)	высокое качество картофельного крахмала, обусловленное
его чистотой, большой потенциальной вязкостью, хорошими вку-
совыми качествами клейстеров.

Недостатками картофеля как сырья следует признать:

а)	большое (в среднем 75%) количество влаги в клубнях, что-
делает сырье малотранспортабельным и трудно сохраняемым;

б)	заметная убыль крахмала в клубнях даже при хороших ус-
ловиях хранения, что заставляет перерабатывать картофель в те-
чение, как правило 120—150 дней и делает производство сезон-
ным;

в)	потребность сохранять в строго контролируемых условиях
большое количество семян-клубней для последующих посевов, из
расчета 1—2 т клубней на 1 га.

2.	СТРОЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КАРТОФЕЛЬНОГО КЛУБНЯ

В разрезе картофельные клубни имеют обычно круглую, эл-
липсоидальную или овальную форму различных размеров. Клуб-
ни (рис. 10) покрыты твердой кожурой (кожицей) 1, ясно видной

на тонком срезе из середины
клубня. Кожура картофеля со-
стоит из нескольких слоев
омертвевших, толстостенных кле-
ток, наполненных высохшей
плазмой. Она хорошо защищает
клубень от высыхания и внеш-
них воздействий. Далее следует
несколько рядов опробковевших
мертвых клеток (перидерма) 2,
и при внимательном рассмотре-

нии можно увидеть сосудисто- рис ю. Макроскопическая струк-
волокнистое (камбиальное) коль- тура клубня картофеля.

цо 3, от которого отходят пучки

к столону (той части клубня, где он был соединен с материнским
растением) и глазкам (зародышевым почкам). Место присоедине-
ния клубня к столону называется основанием клубня,

а противоположная его сторона, где больше всего глазков, —
верхушкой. В клубне различают также внешнюю 4 и внутрен-
нюю 5 сердцевину.
При исследовании под микроскопом тонкого среза клубня
(рис. 11) можно увидеть трудноотделимую кожицу 1 с находя-
щимся под ней слоем опробковевших клеток 2 и далее слой жи-
вых клеток 3, снабженных протоплазмой. В этих клетках можно
рассмотреть пузырьки, наполненные клеточным соком, вакуоли, в
которых свободно плавают зерна крахмала. Количество и размеры
крахмальных зерен в клетках паренхимы от периферии к сосуди-

Рпс. 11. Микроскопическая
структура клубня картофеля
(X 300 -400).

лываемых в СССР сортов

стому пучку постепенно увеличи-
вается, причем наибольшее коли-
чество крахмала наблюдается
в клетках, ближе всего располо-
женных к сосудистому кольцу
с обеих его сторон. По мере при-
ближения к сердцевине количество
крахмала во внутренних клетках
клубня постепенно уменьшается.

Химический состав всего клуб-
ня и отдельных его частей может
сильно изменяться в зависимости
от почвенно-климатических усло-
вий, сорта, степени созревания,
длительности и условий хранения
и ряда других факторов. Химиче-
ский состав неоднороден даже
в клубнях из одного куста и в от-
дельных слоях одного и того же
клубня. В качестве примера мож-
но привести средние для 23 возде-
картофеля результаты анализов по

слоям толщиной примерно 3 мм (табл. 6).

Таблица 6. Химический состав клубией картофеля по слоям (в % сырой массы)

Вещество	Слои клубня от периферии к центру						
	1	2	3	4	5	6	7 (центр)
Влага	77,4	70,4	69,7	70,4	71,8	72,9	76,3
Сухие вещества	22,6	29,6	30,3	29,6	28,2	27,1	23,7
Крахмал	14,1	23,7	24,7	23,9	23,0	21,3	18,1
Белок (N хб,25)	2,04	1,48	1,41	1,48	1,04	1,8	2,0
Растворимый азот	0,1	0,07	0,08	0,08	0,11	0,18	0,16

Колебания химического состава отдельных клубней картофе-
ля, выращенного в СССР, по результатам анализов, выполнен-
ных Б. П. Плешковым в 1969 г., показаны в табл. 7.

Главным показателем, определяющим качество картофеля для
переработки с целью получения крахмала, является содержание
Таблица 7. Колебания химического состава отдельных клубней картофеля
(в % сырой массы)

Вещество	| Минимум	Максимум	Среднее (ра четное!
Вода	63.2	86,9	76,0
Сухие вещества	13,1	36,8	24,0
в том числе.			
крахмал	8.0	29.4	17,0
клетчатка, пентозаны и пектин	1.2	3,5	 а
сахара	0.1	8.0	2.2
азотистые вещества (N хб.25)	0,7	4.6	2.0
жиры	0.04	1.0	0,2
органические кислоты	0.1	l.o	0,6
минеральные вещества (зола)	0.4	1,9	0.9

24.0

в нем крахмала, или крахмалистость, определяемая в процентах
массы клубня. При приемке картофеля содержание крахмала оп-
ределяют по относительной плотности, пользуясь специальными
весами.

Важными показателями являются и размер крахмальных зерен
(предпочтительны более крупные), и качество крахмала. В недо-
зрелом клубне картофеля зерна крахмала мелкие и в клеточном
соке содержится повышенное количество растворимых веществ,
образующих пену. Поэтому для переработки пригоден зрелый
картофель. Но крупность крахмальных зерен зависит также от
сорта картофеля и ряда других условий (метеорологических, поч-
венных, состава и количества внесенных удобрений и пр.). Накоп-
ление крахмальных зерен внутри клеток не увеличивает осмоти-
ческого давления и теоретически может происходить неограни-
ченно.

В сухие теплые годы часто встречается картофель с крахма-
листостью, достигающей 25—27%. Содержание крахмала в карто-
феле тем больше, чем выше средняя температура в вегетацион-
ный период (июнь — август). Если лето очень теплое, большое
количество осадков повышает крахмалистость картофеля, в холод-
ное же лето, наоборот, снижает.

Наибольшую крахмалистость имеют клубни среднего размера
(по 50—100 г). Крупные клубни (100—150 г и больше) и мелкие
(до 50 г), как правило, содержат меньше крахмала.

Для крахмального производства наиболее пригодны клубни с
гладкой и тонкой кожурой, с минимальным количеством малоуг-
лубленных глазков, наименьшим содержанием клетчатки (тонкие
стенки клеток), сахаров и белковых веществ, особенно раствори-
мых.

Большое значение имеют и физико-химические свойства натив-

2 Зак. 1951

33
него* крахмала, и прежде всего его основное свойство — потенци-
альная вязкость клейстера, зависящее от многих условий.

Вода в картофеле существует в двух состояниях: свободном:
(78% от всей воды) и коллоидно-связанном (22%). Сахара, солш
органических и неорганических кислот, азотистые и другие раство-
римые вещества находятся в свободной воде. Коллоидно-связан-
ная вода не содержит растворенных веществ, имеет меньшую теп-
лоемкость и не замерзает даже при очень низких температурах.

Сахар в клубне находится в виде сахарозы, глюкозы и фрук-
тозы. Общее содержание сахаров колеблется от 0,46 до 1,72% ко
всей массе клубня, но при неблагоприятных условиях хранения-
(пониженной температуре) может увеличиться до 5% и более.
В октябре содержание в картофеле глюкозы обычно колеблется
от 0,55 до 2,18, фруктозы — от 0,02 до 0,12%, а сахарозы — от 0,26-
до 0,62%. Сахара при переработке картофеля в крахмал не ис-
пользуются **, так как они растворяются в воде и теряются.

Клетчатки в картофеле содержится от 0,52 до 1,77%. Тол-
щина стенок клеток у разных сортов картофеля различна. Чем
толще стенки клеток, тем труднее они измельчаются на терке, тем
больше выход мезги*** и больше потерь в ней связанного крах-
мала. Поэтому путем селекции крайне важно выводить заводские-
сорта картофеля, имеющие высокую крахмалистость, тонкие стен-
ки клеток (низкое содержание клетчатки) и крупные, равномер-
ные по величине, зерна кархмала высокого качества. Таким тре-
бованиям в большой мере удовлетворяет, например, сорт
«Вольтман».

Пентозанов и пектиновых веществ в картофеле не-
много. Пентозаны содержатся в количестве 0,74—0,95% и входят
главным образом в состав клеточных стенок. Пектиновые веще-
ства являются цементирующим материалом, склеивающим клетки
и упрочняющим ткани. В кожице картофеля содержится 4,15% ме-
тилпектата, в мякоти — 0,58%. Во время хранения картофеля час-
то происходит размягчение тканей из-за разложения пектиновых
веществ. Количество свободнорастворимого пектина увеличивает-
ся, протопектина и пектина уменьшается. Большую роль при этом
играют ферменты (пектаза и др.).

Жир содержится в картофеле в количестве 0,04—0,94% (ы
среднем 0,2%) и состоит из триглицеридов пальмитиновой и мири-
стиновой кислот и небольших количеств линолевой и линолено-
вой кислот.

Органические кислоты в клубнях содержатся в коли-
честве, соответствующем титруемой кислотности, — 0,09—0,30% В:

* Находящегося внутри клеток («врожденного»). Свойства этого крахмала
условно принимаются аналогичными свойствам крахмала, содержащегося в ор-
ганах растений

** При выделении из измельченного картофеля концентрированного клеточ-
ного сока часть сахаров используется.

*** Мезга — отмытая от свободного крахмала измельченная клетчатка.,
содержащая крахмал и другие компоненты сырья; отход производства.
пересчете на яблочную кислоту. В картофеле имеются лимонная,
щавелевая, молочная и яблочная кислоты. Больше всего содер-
жится лимонной кислоты. У здорового картофеля общая титруе-
мая кислотность, обусловленная солями фосфорной, лимонной и
других кислот, составляет около 40 мл 0,1 и. раствора едкогс
натра на 100 г сырого картофеля, pH сока колеблется от 5.8 дс
‘6,6. Кислотность картофеля сильно возрастает при гниении, чтс
затрудняет осаждение и отделение в процессе производства крах-
мала от примесей.

Азотистые вещества картофельного клубня имеют важ-
ное значение и могут отрицательно влиять на технологический
процесс. Количество азотистых веществ (NX6,25—сырой проте1
ин) колеблется от 0,7 до 4,6%, составляя в среднем 2,2%. Онг
«состоят примерно на 60% из белков и на 40% из других соедине-
ний (см. схему I).

Азот клубней (N 6,25) —100%

белковый 60% I___________________

нерастворимый растворимый
20%	40%

аминный
26%

Схема 1. Состав азотистых веществ в клубне картофеля

“I

4
амидный
6%

1

4
аммиачный и

пр. 8%

Азотистые вещества находятся в клубнях в форме кристаллов
’частично растворенных в клеточном соке, и входят в состав про
топлазмы. В зрелых клубнях белковые кристаллы встречаются i
жаждой клетке.

По сравнению с накоплением в отдельных слоях клубня крах
мала азотистые вещества располагаются в обратном порядке
больше всего их в периферийных и центральных частях клубне!
и меньше у сосудистого кольца.

Белковые вещества картофеля примерно на 2/з представлень
тгуберином. Этот глобулин легкорастворим в солевых растворах
содержит около 1,25% серы и не содержит фосфора. Туберш
•является полноценным белком, так как в нем содержатся почт!
•все незаменимые аминокислоты Изоэлектрическая точка его со
ответствует pH 4,4, а необратимая коагуляция (денатурация) на
ступает при температуре 60° С.

Картофель содержит небольшие количества альбумина, про
теаз и пептона.

Из аминокислот и амидов в клубнях картофеля присутствуе'
-преимущественно аспарагин. Затем следуют гистидин, аргинин
лмзпп, тирозин, глютатион, лейцин, ацетилхолин и др. Широк»
известное почернение среза клубня на воздухе объясняется окис
лением тирозина под действием фермента тирозиназы.

При уменьшении содержания крахмала количество азотисты;
веществ может значительно увеличиться. Особенно много азоти
етых веществ в недозрелом картофеле. При переработке такой

2’	®
картофеля часто образуется слизь; белки под влиянием воздуха-
коагулируют в виде хлопьев, затрудняя очистку крахмала и сни-
жая его качество. Кроме того, белки являются хорошими пенооб-
разователями Для улучшения условий производства в таких слу-
чаях в кашку после измельчения и в крахмальное молоко перед
промыванием крахмала добавляют сернистую кислоту. Таким же
способом можно уменьшить вредное влияние слизистого броже-
ния, возникающего при переработке подгнившего или поврежден-
ного картофеля.

Ферменты в клубнях картофеля представлены фосфорила-
зой, изофосфорилазой, амилазой, каталазой, инвертазой, полифе-
нолоксидазой (тирозиназой), цитохромоксидазой, пероксидазой и
лактолазой, дающей спирт и молочную кислоту.

В картофеле содержится ядовитое вещество — соланин, пред-
ставляющее собой глюкозид, состоящий из алкалоида соланидпна
и трисахарида глюкозы — галактозы — рамнозы. В здоровых
клубнях количество его составляет 2—10 мг на 100 г сырого кар-
тофеля. В некоторые годы содержание соланина увеличивается;
если в 100 г сырого картофеля соланина больше 20 мг, у человека-
может появиться болезненное состояние (отравляющая доза —
0,2—0,4 г).

Содержание соланина сильно увеличивается при хранении*
клубней на свету, когда они приобретают зеленую окраску. Осо-
бенно много его в зеленых проростках при световой яровизации.
С кислотами соланин образует аморфные соли, хорошо раствори-
мые в воде. При действии разбавленных минеральных кислот он
гидролизуется, образуя соланидин и сахара.

Соланин — один из видов сапонинов, которые являются силь-
ными пенообразователями, что делает его вредной примесью в
условиях крахмального производства.

Витамин С (аскорбиновая кислота) в здоровом картофеле*
находится в большом количестве— 10—30 мг%. 250—300 г варе-
ного картофеля содержат 30—50% суточной потребности человека-
в этом витамине. В составе клубней имеются также витамин В
(от незначительных до вполне достаточных для развития живот-
ных количеств) и небольшие количества каротиноидов, в продук-
тах распада которых содержится витамин А.

Золы в картофельных клубнях от 0,4 до 1,9%. Состоит она в.
среднем из следующих составных частей:

Составная часть	% по СВ	Составная часть	% по СВ
Калий	60,4	Кислоты	
Натрий	2.6	фосфорная	17,5
Кальций	2,6	серная	6,5
Магний	4 7	кремневая	2,1
Железо	1’2	Хлор	3J

Состав золы сильно колеблется в зависимости от условий про-
израстания и сорта картофеля. Главными составными частями
золы являются калий, содержание которого доходит до 72%,фос-
36
фор—до 20%. В воде растворяется около 3/4 общего количества
золы, 1/4 остается нерастворенной

В картофеле содержится небольшое количество ’микроэлемен
тов: марганца (в среднем 1,4 мг в 100 г сухого вещества клубней)
никеля (0,02 мг), кобальта (0,06 мг), мышьяка (31 мг), меди
бора, серы, молибдена и некоторых других. Эти микроэлементь
играют важную роль в обмене веществ растения. Так, например
марганец стимулирует окислительные процессы.

В производстве крахмала из картофеля растворимые веществ?
золы вымываются и уходят со сточными водами. Часть иераствори
мых компонентов золы остается в мезге, часть — в крахмале. О'?
их содержания зависят его важные свойства: вязкость и клеящая
способность крахмальных клейстеров.

3.	СОРТА И БОЛЕЗНИ КАРТОФЕЛЯ

Сорта картофеля

Насчитывается примерно 2000 сортов картофеля, из которых в CCCF
возделывается около 170, а в РСФСР —около 100. В настоящее время в наше!!
стране районировано 93 сорта картофеля, в том числе иностранной селекцит
14 сортов.

По срокам созревания клубней к началу уборки сорта делятся условие
в соответствии со следующими сроками после посадки: ранние — черег
50—60 дней; среднеранние — через 60—80 дней; среднеспелые — чере;
80—100 дней; среднепоздние — через 100—120 дней, поздние — через 120 дне!
и более.

Из числа районированных сортов только 10% являются техническими
30% — универсальными, а остальные — столовыми

Для заводской переработки рекомендуются к посадке в сырьевых зонах
крахмальных заводов следующие сорта картофеля (по срокам созревания);

ранние: Пензенская скороспелка, Фаленский;

среднеранние: Любимец, Смачный;

среднеспелые: Камсраз;

среднепоздние: Берлихипген, Изстадес, Истринский, Лорх, Лошицкий
Остботе. Сотка, Сулсв,

поздние: Вольтман, Белорусский крахмалистый. Кандидат, Олев, Павлиика.
Темп

Ниже приводится характеристика указанных здесь сортов.

Пензенская скороспелка. Выведен па Петровской станции Районирован
в 1963 г. Лежкость хорошая, урожайный, крахмалистость средняя до высокой.
Засухоустойчив Устойчив к обычной расе рака и к черной ножке Клубни
белые, крупные, округлые, глазки глубокие. КО>КУР2 слабошелушащаяся.
Мякоть белая

Фаленский. Выведен на Фаленской станции. Районирован в 1954 г.
Лежкость хорошая, урожайность высокая, устойчив к раку Клубни крупные,
белые со слабым розоватым оттенком, удлиненно-овальные Глазки поверхност-
ные, кожура гладкая Мякоть белая. Иногда клубни имеют недостаток: дают
трещины н пустоты

Любимец. Выведен на Московской опытно селекционной станции Института
картофельного хозяйства Районирован в 1958 г Лежкость и урожайность
хорошие Крахмалистость средняя и повышенная. Устойчив к раку и практически
к фитофторе Клубни белые, крупные, овальные Глазки поверхностные Кожура
гладкая Мякоть белая, наблюдаются пустоты

Смачный. Выведен на Немсшаевской станции НИИ земледелия Украин-
ской ССР Районирован в 1963 г. Урожайный Лежкость хорошая Крахмалис-
тость высокая Устойчив к раховской и межгорской рсам рака. Высокоустойчив
I к черной ножке и парше. Клубии розовые, овальные. Кожура гладкая. Глазки
мелкие, окрашенные. Мякоть белая.

| Камераз. Выведен во Всесоюзном институте растениеводства (ВИР).
I Районирован в 1951 г. Лежкость хорошая. Крахмалистость повышенная. Устой-
I чив к раку, черной ножке и фитофторе (практически). Урожайность высокая.
| Клубни белые, крупные, выровненные, правильной округлой формы. Кожура
слабощелушащаяся. Глазки мелкие в небольшом количестве. Мякоть белая.

| Берлихинген. Выведен в Германии. Районирован в 1939 г. Урожайность
I высокая. Крахмалистость средняя и повышенная. Ракоустойчивый, но пора-
I жается кольцевой гнилью и фитофторой. При хранении при температуре выше
3°С клубни могут быстро прорастать (иногда в декабре). Клубни красные
(окраска в кожуре), правильной овальной формы с поверхностными окрашен -

I ными глазками. Кожура шероховатая, шелушащаяся. Мякоть белая.

Изстадес. Выведен на Приекульской станции Районирован в 1964 г.
I Урожайный, крахмалистость средняя до высокой Лежкость хорошая Устойчив
I к раку и относительно устойчив к фитофторе Клубни белые, крупные, округ-
лые. Глазки мелкие, их мало. Бровь заметна слабо. Кожура гладкая и сетча-
I тая. Мякоть светло-желтая.

Истринский. Выведен в Московском отделении ВИРа. Районирован в 1971 г.
Урожайность и лежкость хорошие. Крахмалистость повышенная. Устойчив
к раку, слабо поражается фитофторой. Клубни белые, округлые, глазки средней
глубины, кожура сетчатая, мякоть белая.

Лорх. Выведен на Кореневской станции в 1922 г. Районирован в 1931 г.
Один из самых урожайных сортов. Неустойчив к раку (поэтому посевы его
сокращаются). Фитофторой и другими болезнями поражается слабо Лежкость
хорошая, крахмалистость повышенная. Клубни белые, округло-овальные, глазки
у вершинки, неглубокие. Кожура шелушащаяся. Мякоть белая.

Лошицкий. Выведен в НИИ картофелеводства и ллодоовощеводства Бело-
русской ССР. Районирован в 1962 г. Урожайный с высоким содержанием
крахмала. Лежкость хорошая. Устойчив к обычной и раховской расам рака.
В полевых условиях устойчив к фитофторе. Клубни кремово-белые, у вершинки
с синеватым оттенком, неровные удлиненно-овальные. Глазки средней глубины.
Кожура слабошелушащаяся. Мякоть светло-желтая.

Остботе. Выведен в 1933 г. в Германии. Районирован в 1949 г. Урожай-
ность и крахмалистость высокие. Лежкость средняя. Устойчив к раку, ио не-
устойчив к фитофторе и парше. Клубни и мякоть желтые, округло-овальной
формы, плоские Глазки многочисленные, глубокие.

Сотка. Выведен в НИИ картофельного хозяйства РСФСР. Районирован
в 1978 г Урожайность и крахмалистость высокие. Лежкость очень хорошая.
Устойчив к раку, относительно устойчив к фитофторе и другим болезням.
Клубни коричневато-кремовые, округло-овальиые, мякоть кремовая.

Сулев. Выведен на Иыгеваской станции Эстонской ССР. Районирован
в 1962 г. Урожайность и лежкость хорошие. Крахмалистость средняя и повы-
шенная. Устойчив к раку и относительно к фитофторе. Клубин белые, плоско-
удлиненно-овальные. Глазки средние. Мякоть бело-желтая.

Вольтман. Выведен в 1895 г. в Германии. Районирован в 1931 г. Урожай-
ность и лежкость хорошие. Крахмалистость высокая с большим содержанием
крупных зерен крахмала. Устойчив против рака и практически устойчив к фито-
фторе и кольцевой гнили. Клубни красные со светлыми глазками, неправильной
угловатой формы. Мякоть белая. Отличается невысоким содержанием клетчатки
в клубнях.

Белорусский крахмалистый. Выведен в НИИ картофелеводства и плодо-
овощеводства Белорусской ССР. Районирован в 1971 г. Урожайность и леж-
кость хорошие Высококрахмалистый. Устойчив к раку н фитофторе (относи-
тельно). Клубии белые, удлиненно-овальные, уплошенные. средней величины.
Глазки поверхностные. Мякоть светло-желтая.

Кандидат. Выведен в Белорусском институте картофельного хозяйства.
Районирован в 1966 г Урожайность и лежкость хорошие. Крахмалистость
высокая. Устойчив к раку и относительно устойчив к фитофторе. Клубни белые,
округло-овальиые, очень крупные. Глазки слегка углубленные, мякоть белая.
Кожура гладкая.

Олев. Выведен на Пыгеваской станции Эстонской ССР. Районирован
в 1956 г. Урожайность и лежкость хорошие. Крахмалистость высокая. Устойчив
к раку и в полевых условиях к фитофторе. Относительно устойчив к парше
и черной ножке. Клубни белые, плоско-овальные. Глазков мало, поверхностные.
Кожура мелкошелушащаяся. Мякоть светло-желтая.

Павлинка. Выведен в НИИ картофелеводства и плодоовощеводства Бело-
русской ССР. Районирован в 1971 г. Урожайность и лежкость хорошие.
Крахмалистость высокая. Устойчив к раку и фитофторе (относительно). Клубии
средней величины, белые, округло-овальные. Мякоть желтая. Кожура сетчатая.
Глазки средней величины, бровь резкая.

Темп. Выведен в НИИ картофелеводства и плодоовощеводства Белорус-
ской ССР. Районирован в 1966 г. Урожайность, крахмалистость высокие.
Лежкость хорошая. Устойчив к раку, фитофторой поражается незначительно.
Клубни белые, округлые, крупные, плоские. Кожура гладкая. Глазков мало,
поверхностные. Мякоть светло-желтая.

Многолетние данные испытания некоторых сортов картофеля в колхозах,
полученные И. И. Соколовым, приводятся в табл. 8 (верхние цифры соответст-
вуют максимальной урожайности по каждому сорту, нижние — минимальной).

Таблица 8. Характеристика некоторых сортов картофеля

Сорт картофеля	Общий урожай клубней, т/га	Крахмали- стость. %	Количество сырого крах- мала. т/га	Область, где прово- дились испытания
Лорх	31,58	15,2	4,80	Ярославская
	16,79	17,5	4,00	Орловская
Берлихинген	31,06	14,7	4,56	Ярославская
	15,21	18,4	2,80	Брянская
Октябренок	20,18	18,2	3,91	Рязанская
	14,92	19,1	2,85	Липецкая
Вольтман	23,3	17,8	4,15	Ярославская
	14,68	18,5	2,72	Брянская
Остботе	27,84	18.5	5,15	Ярославская

Болезни картофеля

В производстве крахмала следует использовать здоровый картофель, так
как при переработке зараженного или больного картофеля значительно ухуд-
шается качество крахмала и понижается его выход. Болезни картофеля причи-
няют большой ущерб сельскому хозяйству и промышленности. При неправиль-
ном хранении зараженных болезнями клубней возможны значительные потери,
а иногда и гибель всего заготовленного картофеля

Распространение таких болезней, как, например, рак, фитофтора, черная
ножка, нередко также приводит к гибели всего урожая.

Повреждают посевы картофеля и вредители: жуки, их личинки, бабочки,
клопы, червь нематода и др.

Возбудителями болезней картофеля являются различные грибы (например,
рака, фитофторы, ризоктонии и др.) и бактерии (мокрой и кольцевой гнили
и пр.).

Рак. Вызывается грибом Synchytrium endobioticum, характеризуется обра-
зованием на клубнях неровных, мясистых наростов, похожих на головку цвет-
ной капусты. Наросты разлагаются, клубни, стебли и столоны превращаются
в сплошную загнившую массу. Клубни заражаются при температуре 12—14° С,
но особенно сильно болезнь распространяется при температуре 21° С. Рак —
карантинное заболевание. При обнаружении его посевы зараженного картофеля
должны быть ограждены Наиболее эффективный способ борьбы с раком —
выведение ракоустойчивых сортов и полная замена ими посевного материала

Фитофтора. Появляется в результате поражения растения грибом Plnto-
phlora infestans и может быть обнаружена на клубнях вначале в виде серого
(бурого) поверхностного пятна, переходящего затем во вдавленное пятно, зани-
мающее иногда значительную часть клубня Болезнь распространяется в дожд-
ливую погоду при температуре 14—20° С К началу цветения листья покры-
ваются темно-бурыми пятнами На нижней стороне листьев появляется белый
пушок С влагой гриб проникает в почву и поражает клубни. Очень опасный
момент — время уборки картофеля, когда клубни соприкасаются с зараженной
ботвой. Гриб разрушает в клубнях главным образом крахмал, почти не затра-
гивая клеточных стенок Фитофтора может развиваться и при хранении зара-
женного картофеля. При низкой температуре (1—3° С) больные фитофторой
клубни сохраняются почти без изменения, если не происходит вторичного пора
женин грибами или бактериями.

Сухая гниль (фузариоэ). Вызывается главным образом грибом Fusarium
sulfureum Болезнь развивается на клубнях в хранилищах и обнаруживается
по пятнам в виде подушечек пли пушка на кожуре Пятно постепенно раз-
растается, кожица под ним сморщивается. В клубнях по мере развития болезни
разрушаются преимущественно клеточные стенки. Остается твердый остаток
крахмала, покрытый сморщенной кожурой. Установлено, что развитие фузариума
начинается при температуре 5® С, но высокая влажность воздуха при хранении
не стимулирует развитие гриба в клубнях При температуре 15—18° С проис-
ходит более быстрое развитие фузариума, что иногда приводит к большим
потерям картофеля. Дезинфекция и вентиляция хранилищ, устранение отпоте-
вания, закладка на хранение клубней без малейших признаков каких-либо
заболеваний и без механических повреждений могут предохранить картофель
от поражения сухой гнилью.

Мокрая гниль. Является результатом поражения клубней одновременно нес-
колькими бактериями — В. mesentericum, В. sohniperola. Мякоть клубней размяг-
чается, темнеет и часто дурно пахнет При надавливании из загнивших клубней
выделяется слизистая жидкость, передающая болезнь соседним клубням.
Возникает очаг гниения картофеля и быстро повышается температура. При забо-
левании картофеля в буртах покрывающий их теплоизолирующий слой прова-
ливается, температура в очаге гниения поднимается до 20—25° С и выше.
Картофель из таких буртов должен быть немедленно переработан Для преду-
преждения развития мокрой гнили на хранение следует закладывать здоровый,
неподморожениый л нс пораженный болезнями (фитофторой, фузариозом, чер-
ной ножкой и др ) картофель

Черная ножка. Вызывается также несколькими видами бактерий (главным
образом В phytorhforum Appel). Подвергаются заболеванию ослабленные и
сильно поврежденные клубин На больных растениях листья желтеют, скручи-
ваются и засыхают. Пораженные кусты можно легко вырвать из почвы Гнил»
распространяется от столона к клубню, превращая его мякоть в черно-бурую
массу При высыхании таких клубней в середине их образуется черная пустота
Чтобы предупредить заболевание клубней этой болезнью, нужно в поле до
уборки выбраковать и удалить вместе с клубнями больные растения.

Кольцевая гниль. Развивается при поражении клубпеп бактериями В so-
lanacearum и В. sepedonicum. Заболевшее растение преждевременно увядает,
внутри клубня, главным образом по сосудистому кольцу, начинается загнива-
ние Сердцевина превращается в гнилую массу, которая при разрезе клубня
выпадает, внешняя часть клубней с кожурой и тонким слоем мякоти не теряет
формы it нормального вида Для борьбы с этим заболеванием клубни перед
закладкой на храпение необходимо хорошо протушить и перебрать, удалив
механически поврежденные Если при разрезании клубней обнаруживается
много заболевших, всю партию картофеля нужно иемедлеило переработать

Ризоктония. Является следствием поражения картофеля базидиальпым гри-
бом Rhizoctonia solani На клубнях появляются черноватые наросты величиной
с булавочную головку и редко размером до 1—2 см Наросты (скляронии),
похожие на частички чернозема, прорастая, образуют гифы, внедряющиеся
в молодые проростки. Большая часть клубней лишается крахмала, мякоть стано-
40
вится прозрачной, высыхает п остается лишь кожура. Для предупреждения
появления ризоктошш необходимо применять правильную агротехнику, создавая
наилучшие условия для роста и развития картофеля

Обыкновенная парша. Вызывается почвенными актнномицетамп, главным
образом лучистыми грибами вида Actinomyces seabies. На поверхности клубней
появляются коростинкп различной формы, выпуклые, шероховатые, плоские или
глубокие. Мякоть остается нетронутой, но болезнь снижает урожай и портит
вид клхбяей. Наиболее эффективные способы борьбы с паршей — посадка
паршеустойчивых сортов, правильная агротехника, внесение извести в коли-
чествах, достаточных для нейтрализации почвенной кислотности, и минераль-
ных удобрений

4.	ПРИЕМКА И ОЦЕНКА КАРТОФЕЛЯ

Требованиями ГОСТ 6014—68 на картофель свежий для перера-
ботки предусмотрены основные показатели его качества. Клубни
должны быть непроросшими, содержать крахмала не менее 14%,
иметь размеры не менее 3 см по наибольшему диаметру. Допу-
скается к приемке картофель, имеющий недозрелые клубни с не-
окрепшей кожурой, позеленевшие или с наростами в количестве
не более 2% по массе и содержащий (по массе) не более 1,5%
земли. Разрешается принимать не более 5% к массе партии клуб-
ней размером от 2 до 3 см и не более 2% механически поврежден-
ных (разрезанных, раздавленных и пр.). Допускается принимать
не более 2% к массе партии клубней, пораженных фитофторой
(в районе распространения этой болезни). Не допускается к при-
емке картофель с наличием загнивших клубней (заболевших мок-
рой и сухой гнилыо), а также мороженый и запаренный.

Картофель, не соответствующий требованиям по качеству, счи-
тается песта ндартным.

При приемке картофеля представители завода определяют ка-
чество принимаемой партии прежде всего по внешним признакам:
размерам клубней, наличию заболеваний, повреждений и пр. По-
сле этого каждую автомашину (вагон) взвешивают и направляют
на разгрузку; затем отбирают среднюю пробу от всей однородной
партии. При этом необходимо обращать внимание на наличие
земли, оставшейся на дне кузова вследствие самосортировки во
время перевозки загрязненных клубней. Массу картофеля уста-
навливают по разности в массе груженого и пустого транспорта.

В средней пробе определяют загрязненность (разница в массе
принятого н отмытого картофеля), крахмалистость (на специаль-
ных весах, по относительной плотности), содержание мелких, боль-
ных и поврежденных клубней. На основе осмотра и анализа ре-
шают, закладывать ли данную партию картофеля на длительное
или краткосрочное хранение или ее необходимо немедленно пере-
работать.

Приемку оформляют документом, где указываются масса при-
нятого картофеля, процент крахмалистости, засоренности, испор-
ченных клубней и степень поражения фитофторой (если есть при-
знаки такого заболевания). Порядок расчета с поставщиками
картофеля определяется действующей инструкцией.
Для производства особенно важно получать сырье с большим
содержанием крахмала. Поэтому введена надбавка на закупоч-
ную цену за превышение крахмалистости картофеля сверх ба-
зисной.

5.	ХРАНЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ

Картофельные клубни выкапывают из земли и доставляют к пунктам
хранения в возможно более короткие сроки (30—35 дней). Основную массу
картофеля заготовляют в сентябре октябре Очень важно правильно опреде-
лить оптимальные сроки уборки: если убрать картофель слишком рано, возмо-
жен большой недобор урожая как по массе, так и по содержанию крахмала.
Слишком поздняя уборка связана с опасностью порчи клубней от подмерзания.
Картофелеуборочные машины часто повреждают клубни картофеля. Сильно
поврежденные клубни необходимо отбирать и перерабатывать в первую очередь.

Картофель, извлеченный из земли, представляет собой живой Организм,
постоянно претерпевающий физиолы ические изменения. Наиболее важный

процесс — дыхание клубней, поглощение кислорода и выделенке углекислоты
и воды При этом происходит распад некоторой части углеводов с выделением
тепла Поэтому для нормальных условий храпения необходимо соответствую-
щее регулирование газообмена и температуры. Задачей рационального хранения
картофеля является минимальная потеря массы клубней и содержащегося в них

крахмала.

Наличие внутри клубней сложных ферментных систем вызывает необходи-
мость регулирования условий хранения с учетом биохимических процессов, про-
текающих в клубнях в разные сроки хранения.

В начале хранения картофель интенсивно дышит, в нем происходит про-
цесс дозревания, часть растворимых углеводов (сахаров) превращается в крах-
мал, а часть их вследствие дыхания — в углекислоту и воду. При этом наблю-
дается заметная убыль массы клубней.

В начальный период здоровый картофель должен храниться при темпера-
туре 12—20° С и относительной влажности 85—95% при соблюдении достаточ-
ного притока воздуха. Такие условия хранения обеспечивают быстрое образо-
вание защитного (пробкового, или суберинового) слоя па месте механических
повреждений, что предохраняет клубни картофеля от потери воды, воздействия
кислорода, проникновения бактерий и других возбудителей болезней Образова-
нию защитного елоя способствует синтез витамина С

Картофель, зараженный фитофторой, необходимо сразу же охладить до
более низкой (3—5° С) температуры.

Первый период хранения здоровых клублен продолжается 15—30 дней
Постепенно активные жизненные процессы затухают и наступает второй
период — период зимнего покоя, когда интенсивность дыхания и других про-
цессов приходит в норму, т. е становится минимальной. В этот период необ-
ходимо соблюдение оптимальной температуры хранения, 3—5°С, и поддержа-
ние достаточного воздухообмена, что гарантирует минимальные потерн массы
картофеля и содержащегося в нем крахмала. Наблюдение за хранением карто-
феля во второй период сводится к контролю температуры внутри насыпи кар-
тофеля, с тем чтобы своевременно регулировать воздухообмен и пе допускать
развития очагов заболеваний

Соблюдение оптимальной температуры хранения имеет чрезвычайно важное
значение Понижение температуры, например до 0°С, приводит к накоплению
внутри клубней до 7—8% сахаров, так как дыхание почти прекращается,
а ферменты продолжают переводить часть крахмала в сахар Картофель
делается сладким на вкус, что приводит к заметным потерям крахмала. С повы-
шением температуры картофеля до 7—8° С и выше интенсивность дыхания
увеличивается, что также ведет к потерям крахмала.

Сладкий картофель, хранившийся при низких температурах и частично
подмороженный, при повышении температуры хранения до 15—20 С может
потерять этот вкус благодаря тому, что сахаронакопление уменьшится и ооль-
шая часть сахаров (80%) вновь перейдет в крахмал, а остальная часть будет
расходоваться на интенсивное дыхание.

На сахаронакопление может влиять и состав воздуха в хранилищах.
При более высоких концентрациях углекислоты в воздухе наблюдается значи-
тельное ускорение сахаронакопления в клубнях, что требует достаточно интен-
сивного воздухообмена в хранилищах.

Во второй период необходимо как можно дольше задержать прорастание
клубней, учитывая, что оно происходит скорее при наличии влажного воздуха!
и повышенной температуры.

Рис. 12- Разрез бурта картофеля.

В третий период хранения, обычно начинающийся в марте-апреле, наблю-
даются усиленное дыхание и интенсивное прорастание картофеля, что ведет
к наибольшей потере массы клубней.

В процессе хранения вследствие испарения влаги наблюдается, как уже
отмечалось, убыль массы картофеля, уменьшается запас крахмала и сухих
веществ. При прорастании клубней расходуются также и азотистые вещества.
Для уменьшения потерь следует предохранять картофель от действия даже
умеренного света, при котором клубни быстрее прорастают, зеленеют и гру-
беют, что затрудняет процесс их переработки.

Как правило, большие массы картофеля на перерабатывающих предприя-
тиях хранят во временных хранилищах, преимущественно буртах. На дне бурта
устраивается канал для естественной вентиляции 6 (рис. 12), укладывается слой
картофеля 4, укрываемый несколькими слоями теплоизолирующего материала;
соломы 5 и двумя слоями земли (первым 2 и окончательным /). Для контроля
температуры предусматривается трубка с термометром 3. Вдоль бурта устраи-
вается канава для стока воды 7. Уровень подпочвенных вод должен находиться
на расстоянии не менее 1 м до основания буртов. При низком уровне этих вод
выгоднее делать бурты с котлованами, так как они позволяют расположить
для хранения на той же площади большую массу картофеля и лучше его
сохранить.

Бурты размещают на выровненной местности. Место для закладки буртов
должно быть сухим, возвышенным, с уклоном в сторону завода для обеспече-
ния работы гидравлического транспортера. Оси буртов по длине должны
совпадать с направлением господствующих в данной местности холодных ветров.
Ширина буртов для здорового картофеля допускается до 4 м, для дефект-
ного — 2—3 м. Высота буртов зависит от их ширины и угла естественного
откоса картофеля Между буртами оставляют проезды шириной, достаточной
для передвижения буртоукладочных машин.

Вентиляционные трубы устраивают в буртах для длительного хранения
клубней, а также в буртах для краткосрочного хранения дефектного картофеля
Количество закладываемого в каждый бурт картофеля должно быть равным
или кратным суточной мощности псрерабатываюшс! о завода.

На разгрузке, автомашин и формировании буртов хороню зарекомендовали
себя, в частности на Климовском крахмальном заводе Брянской области, бурто-
укладчики ПМЗ-5 с приемным цепным планчатым транспортером Они бази-
руются па i уссничвом тракторе Т-75 и обеспечивают буртование 75—100 т
картофеля в час Хорошие результаты работы показал внедренный на этом же
заводе буртоукладчик РУМ-2 конструкции ВНИИК

После выравнивания буртов их закрывают слоем соломы толщиной
40—50 см, комлевой частью к земле Верхний ряд соломы должен перекрывать
1ребень бурта по обе стороны боковых скатов Солому присыпают тонким
слоем земли, оставляя гребень открытым. Для этой цели можно применять
буртоукрывочную машину БН-iOO, которая навешивается па трактор «Бела-
русь» Ширина захвата машины 0,83 м, максимальная глубина лемеха 02 м.
За один час работы машина обеспечивает выемку до 100 м3 почвы.

С наступлением морозов бурты окончательно закрывают землей, доводя
толщину слоя покрытия с соломой в среднем до I м Снизу толщина слоя
земли 55—60, сверху 40—45.

На выгрузке картофеля из буртов хорошие результаты покачал снего-
погрузчик Д-460 с загребающими лапами. Для лого могут быть также ис-
пользованы свеклопогрузчик СНТ-2, 1А и тракторная лопата ТЛ 5-ЦИНС,
однако она забирает вместе с картофелем много земли и сильно повреждает
(раздавливает и режет) клубни.

Температура замерзания картофеля, т. е. образования льда в клоках
клубней, в зависимости от сорта картофеля и температуры окружающей среды
составляет от —1,5 до —3е С При специальном быстром замораживании и хра-
нении в этом состоянии картофель не изменяется и может быть использован
для получения крахмала Клубни необходимо оттаять только с поверхности
и тщательно измельчать, не перегружая измельчающих машин. Но если при
потеплении замороженный картофель начнет оттаивать, он очень быстро испор-
тится. Поэтому предпочтительна переработка свежего картофеля

Постоянные картофелехранилища —склады — оборудуются средствами
механизации и установками для активного вентилирования Часто применяются
и более простые хранилища — подвалы, навесы, лабазы

Все хранилища должны иметь систему вентиляции для регулирования
воздухообмена и температуры хранения. Для контроля за хранением система-
тически измеряют температуру. Если она поднимается выше верхнего предела
оптимальной (5°С), усиливают приток наружного холодного воздуха При
стойком повышений температуры, пе поддающемся снижению в результате
усиления вентиляции, что свидетельствует о налнчии развивающихся очагов
болезней, контролируемая партия должна быть срочно переработана.

В современных специализированных хранилищах широко применяю»
активную (принудительную) циркуляцию воздуха при помощи установки вен-
тиляторов, обеспечивающих подачу на 1 т картофеля 70—ТОО м3 воздуха в час.
Опыт показал, что в вентилируемых закромах количество заболевшего на
15 мая картофеля составило всего 2%, а в нсвентилируемых — 16,3%

Высказывается предположение, что существенное снижение потерь карто-
феля при хранении его в буртах могло бы быть достигнуто при применении
передвижных вентиляторов

Глава 111. ТЕХНОЛОГИЯ КАРТОФЕЛЬНОГО КРАХМАЛА

Основная задача производства картофельного крахмала — мак-
симальное извлечение крахмала путем разрыва наибольшего чис-
ла клеток клубня и дальнейшая очистка крахмальных зерен от
нерастворимых и растворимых примесей. Весь процесс такого
производства складывается главным образом из механических
операций и основан на двух свойствах зерен крахмала: нераство-
римости их в холодной воде и малых размерах при сравнительно
‘большой плотности.

1.	ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

Рассмотрим схему получения сырого картофельного крахмала
’.(схема П).

Картофель

I
Грязь’ч-Мойк?-»-------Вода

I
Взвешивание

Измельчение
i
^Клеточный Выделение
сок клеточного
сока

Отделение
соковой воды

Соковая t
вода

Отделение и

промывание
мезги

Второе
измельчение

Рафинирование
крахмального .
молока

Промывание
крахмала

Чистое крах-
мальное молоко

Свежая
вода

Промывание
мелкой —

мезги

1

Отмытая мез-
га в корм



Промывание мезги

Отмытая мезга
в корм

“Схема II. Принципиальная технологическая схема получения сырого картофельного
крахмала

Клубни картофеля хорошо отмывают от почвы в специальных
мойках, отделяя при этом солому, камни и другие загрязнения.
Чистые клубни измельчают на терках нли измельчающих маши-
нах ударного действия. Полученную кашку обрабатывают на оса-
дительных центрифугах для получения концентрированного кле-
точного сока, который выводится из схемы. Такая операция долж-
на быть внедрена на всех заводах. Кашку после центрифуг
разбавляют жидким крахмальным молоком с сит, на которых
промывалась мелкая мезга, и направляют на два первых сита,
.последовательно отмывающих крахмал от мезги.
С сит кашку направляют иа окончательное истирание во вто-
рую измельчающую машину, отмывают от свободного крахмала,
а полученную мезгу направляют на механическое обезвоживание
и использование в качестве корма. На последнее промывное сито
для мезги поступает возвратная производственная вода после про-
мывания крахмала.

Крахмальное молоко, полученное после промывания кашкнг
поступает для отделения соковой воды на шнековые (осадитель-
ные) центрифуги. Соковую воду удаляют в ловушки, а сырой крах-
мал, разбавленный свежей водой, в виде молока направляют на
рафинирование в специальных ситовых аппаратах с тонкой капро-
новой сеткой, отделяющей мелкие частички мезги. Мелкую мезгу
обычно отдельно промывают также на ситах с капроновой сеткой,
и полученное жидкое крахмальное молоко направляют для разбав-
ления кашки после второго выделения клеточного сока. Мезгу ис-
пользуют при производстве корма.

В рафинированном крахмальном молоке еще содержатся в не-
большом количестве остатки растворимых веществ и мельчайших
частичек мезги. Поэтому его направляют на операцию окончатель-
ной очистки — промывание в непрерывнодействующих сидроцик-
лонных станциях. Здесь получают чистый сырой крахмал и часть-
крахмала с пониженным качеством. Последний перерабатывают
отдельно для получения крахмала низких сортов или после тща-
тельной дополнительной очистки возвращают в основную схему
перед рафинированием крахмального молока.

Выход крахмала больше всего зависит от крахмалис-
тости картофеля и качества его измельчения. Поскольку, как от-
мечалось, картофель теряет при хранении значительное количество-
крахмала, его перерабатывают как можно быстрее, не допуская
хранения в весенние месяцы (начиная с апреля потери крахмала
заметно увеличиваются). Поэтому обычный сезон переработки1
картофеля продолжается 180—200 дней — с сентября по март.
В весенне-летние месяцы картофель перерабатывают со значи-
тельно худшими показателями. Следует стремиться довести дли-
тельность сезона переработки до 120 дней.

2.	ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЧИСТКА КАРТОФЕЛЯ И ПОДАЧА ЕГО

В ПРОИЗВОДСТВО

Для получения крахмала высокого качества и создания опти-
мальных условий работы измельчающих машин клубни картофе-
ля должны быть тщательно предварительно очищены.

При механизированной уборке картофеля, особенно на глини-
стых и черноземных почвах, содержание в нем грязи и других
примесей может быть весьма значительным. Следует добиваться-
максимальной степени отделения земли от клубней уже во время-
работы буртоукладочных машин.

Если позволяют местные условия, картофель с буртового поля»
«подают на завод наиболее простым н эффективным способом —
гидротранспортера мп.

Гидравлический транспортер представляет собой
желоб, расположенный с уклоном в сторону завода. Он прокла-
дывается вдоль хранилища или оборотного склада для картофеля.
Вдоль буртов, если позволяет местность по рельефу, также уста-
навливают гидротранспортерпые желоба, которые соединяют с
•главным желобом. Канавки (желоба) покрывают поперек доска-
ми, опирающимися на выемки (четверти) в верхней части стенок
желобов.

В наиболее высокую (головную) часть желоба по трубопрово-
дам через регулирующие краны подается вода, которая подхва-
тывает клубни картофеля, сбрасываемые равномерно из хранили-
ща в желоб, и передвигает их к заводу. В конце главного желоба
у завода устанавливается решетка, где вода отделяется, а карто-
фель подается наверх специальным транспортным устройством
(наклонным шнеком или ковшовым элеватором). Наверх смесь
клубней с водой может подаваться и с помощью картофельного
ласоса. В этом случае также устанавливают водоотделяющее
устройство, а воду направляют на очистку.

Желоба можно выполнять из кирпича на цементном растворе,
••бетона, а также из дерева. Кирпичные и бетонные желоба ошту-
катуривают цементом и гладко затирают поверхность. Однако в
.зимних условиях вода проникает в трещины бетона, замерзает и
разрушает покрытие. Поэтому ежегодно перед началом сезона
такие желоба приходится ремонтировать.

Производительность гидравлического транспортера зависит от
расхода воды, профиля желоба, размеров поперечного сечения
канавки и ее уклона.

Форму поперечного сечения подбирают так, чтобы она обеспе-
чивала минимальное сопротивление движению смеси воды и кар-
тофеля. Для этого поперечное сечение канавки должно иметь наи-
меньший омываемый водой периметр. В канавках с полукруглым
профилем основания сечения наблюдается наибольшая скорость
движения картофельной смеси, но на дне таких канавок легко
оседает песок. Поэтому на заводах предпочитают прямоуголь-
ную форму сечения транспортеров со скошенными или закруглен-
ными внизу углами (см. рис. 13). Глубину канавки делают при-
мерно в 1,5 раза больше ширины во избежание переливов смеси
при движении, а ширину - - не менее 200 мм для предупреждения
заклинивания клубней.

Минимально необходимая скорость движения обеспечивается
при уклоне канавки: по прямому направлению не менее 12 мм, на
закруглениях не менее 15 мм на 1 м длины. Радиус закруглений
должен быть не менее 6 м. При этом расход воды составляет
600—700% по сравнению с массой картофеля.

Остаточная загрязненность поверхности клубней после гидро-
транспортирования зависит от следующих факторов: длины ка-
яавки (при большей длине достигается более высокая степень
очистки), характера почвы (легче всего отмываются клубни из
песчаной почвы, труднее из черноземной и глинистой), степени
загрязненности клубней и формы их (наличие шероховатости по-
верхности и глубоких глазков затрудняет отмывку) и погодных
условий во время уборки урожая.

Для подачи картофеля в транспортер используют гидранты —
специальные наконечники для труб, с помощью которых вода под

200

Рис. 13. Профиль гидравлического
транспортера.

Рис. 14. Треугольная соломоловуш-
ка.

большим давлением может по-
даваться на картофель под лю-
бым углом, смывая клубни в ка-
наву. На небольших заводах
картофель подгребают вручную
деревянными лопатами или
вилами с тупыми зубьями и
сбрасывают постепенно в ка-
наву.

На небольших заводах
в канавках гидротранспор-
теров делают несколько
карманов для улавливания
камней и других тяжелых

Рис. 15. Картофельный насос.

примесей. Устанавливают также

треугольные соломоловушки

(рис. 14), состоящие из треугольной станины /, где расположены
три пары звездочек 2, вращающихся от электропривода с часто-
той 8,5 об/мии. На звездочках натянуты две бесконечные цепи 5,
соединенные валиками 6. На валиках подвешены зазубренные с
одной стороны грабли 4, свободно вращающиеся вокруг оси. Уда-
ряясь об отбойный ролик 3, грабли стряхивают примеси в прием-
ник. Эти приспособления периодически очищают от загрязнений..
На крупных заводах устанавливают непрерывнодействующие кам-
неловушки (Рауде, ЛТП-62 и др.) и соломоотделители специаль-
ных конструкций.

Для подъема картофеля в помещение завода наиболее совре-
менным устройством является насос специальной конструкции,,
например марки РЗ-ПНК-200 (рис. 15), состоящий из корпуса /
и рабочего колеса 2 и подающий смесь воды и картофеля на вы-
соту до 15 м, где установлен водоотделитель марки РЗ-ПВ-200’
(рис. 16). Водоотделитель состоит из перфорированного бараба-

Рис. 16. Водоотделитель РЗ-ПВ-200.

Рис. 18. Ременный ковшовый элеватор.
iid «?, куда поступает смесь воды и картофеля. При вращении ба-
рабана грязная вода из кожуха 5 выходит в корпус 2 и патру-
бок 1. Картофель передвигается с помощью спиралей 4 и выбра-
сывается через течку в мойку. На небольших заводах применяют
водоотделительные шнеки (рис. 17) или элеваторы с ковшами,
закрепленными на ремнях пли цепях (рис. 18).

3.	МОЙКА КАРТОФЕЛЯ

Перед измельчением картофельные клубни тщательно моют.
От них должны быть полностью отделены все тяжелые и легкие
примеси. Частички почвы и песка, остающиеся на поверхности
клубней, особенно в глубоких глазках, могут в дальнейшем пе-
рейти в крахмал и ухудшить его качество.

На последующих станциях отделение этих загрязнений крайне
затруднено, так как плотность их превышает плотность зерен
крахмала. Поэтому при выделении крахмала из суспензий вместе
с ним будут выделяться и более тяжелые примеси. Камни, ме-
таллические частицы и другие загрязнения при попадании в из-
мельчающую машину быстро выводят из строя ее рабочие органы,
а солома и щепки при применении терок набиваются на зубья
пилок, что резко уменьшает производительность терок и ухудша-
ет качество измельчения. Из сказанного ясно, что отделение при-
месей от картофеля и тщательная мойка поверхности клубней
являются одной из важных технологических операций.

На крупных предприятиях картофель целесообразно последо-
вательно мыть на двух картофелемойках (первая из них назы-
вается формойкой). В Польской Народной Республике, напри-
мер, на Любаньском заводе, перерабатывающем 1000 т картофе-
ля в сутки, имеются две параллельно работающие формойки,
каждая из которых представляет собой перфорированный сталь-
ной цилиндр (длиной 2 м, диаметром 1,2 м), установленный с
уклоном к выходу под углом 5°. Частота вращения цилиндра 20—
30 об/мин, ширина отверстий 10 мм, длина 45 мм.

На более мелких предприятиях обычно устанавливают одну
основную мойку, называемую комбинированной. Это бильная мой-
ка, имеющая камеры трех видов: с погруженными п полупогру-
женными билами и сухие.

Как видно из рис. 19, комбинированная картофелемойка пред-
ставляет собой аппарат, состоящий из корытообразного резервуа-
ра, сложенного из кирпича на цементном растворе. Иногда мойки
делают из монолитного железобетона. Резервуар разделен по-
перечными перегородками на ряд камер трех видов, количество
которых определяется производительностью завода и степенью
загрязненности картофеля. Дно каждой камеры имеет лолуци-
линдрическую форму и выполняется из листового железа с отвер-
стиями диаметром 6—9 мм или из железных прутьев толщиной
10—12 мм, расположенных параллельно валу с зазором между ни-
50
ми 6—9 мм. Дно камер должно легко выниматься при чистке,,
ремонте или замене.

Грязь проходит через решетки 4 в сборники 9, ее периодически
удаляют из мойки, открывая клапаны 10.

I,	II и III камеры мойки — камеры с погруженными би-
лами— имеют уровень воды на 100—150 мм выше верхней точки:

Рис. 19. Комбинированная картофелемойка.

вращающихся иа валу бил 3. Легкие примеси в этих камерах
всплывают и увлекаются током грязной воды, вытекающей сверху
через окно 1. Дно камер устанавливают на 200—250 мм ниже кон-
цов вращающихся бил для задержки на решетках тяжелых при-
месей (камней, железа), которые удаляются при периодических-
чистках мойки.

Камеры V и VII — камеры с полупогруженнымн би-
лами— имеют уровень воды на высоте вращающегося вала.
В таких камерах трение клубней один о другой и о поверхность
вращающихся на валу бил значительно больше, чем в камерах с
погруженными билами. Поэтому здесь происходит более интен-
сивное отмывание клубней.

Камеры IV, VI и VIII — сухие камеры, вода в них не по-
дается. Назначение этих камер — отделить как можно больше по-
верхностной влаги с клубней для лучшего стока грязной воды
перед поступлением в следующие камеры или на выходе из мойки.

Картофелемойка работает следующим образом Клубни пода-
ются в камеру I мойки, заполняемую водой, переливающейся из
камеры II. Легкие примеси уходят непрерывно с грязной водой
через окно /, а тяжелые примеси оседают на дно решетки. Далее-
картофель черпаком 2 перебрасывается в камеру II. В конец ее
непрерывно подается вода. Здесь клубни окончательно отделяются
от примесей и перебрасываются в камеру III.

В некоторых мойках камеры III нет и в камере II установлен
ковшовый элеватор, транспортирующий картофель в камеру IV.
Подача картофеля из камеры II в камеру III производится, как
показано на рис. 19, черпаком, а из камеры III в камеру IV дис-
-ком 6 с прикрепленными к нему ковшами 5.

В камере IV (сухой) отделяются остатки поверхностной гряз-
ной воды и картофель перебрасывается черпаком 7 в камеру V
ю полупогруженными билами.

В каждую камеру с такими билами (V и VII) сверху подается
чистая вода с таким расчетом, чтобы она не заполняла их выше
перегородок 8. Назначение этих камер — энергичная мойка по-
верхности клубией.

Из камеры V картофель поступает в сухую камеру VI, затем
в «мокрую» VII и, наконец, в последнюю, сухую камеру VIII, по
выходе откуда клубнн подаются транспортными приспособления-
ми на автоматические весы.

Вал мойки с прикрепленными к нему шнекообразно биламн и
перекидными ковшами делает обычно 18—-24 об/мин. Грязь нз
«мокрых» камер (I, II, III, V и VII) периодически (по определен-
ному режиму) выпускают (по мере накопления) через отвер-
стия //и клапаны 10.

Для лучшего улавливания тяжелых примесей в камерах I и II
рекомендуется устанавливать решетки с некоторым уклоном в
-сторону поступления картофеля.

В камерах IV—VIII решетки расположены на расстоянии 50 мм
ют концов вращающихся бил. Но при этом все же происходит час-
тичное повреждение клубней картофеля; в хорошо отрегулирован-
ных мойках оно должно быть незначительным.

Количество воды, расходуемое в картофелемойках, колеблется
ст 200 до 400% к массе отмытого картофеля в зависимости от
I степени загрязненности, характера грязи и свойств поверхности
। клубней.

Время пребывания клубней в картофелемойке подбирают,
| исходя из свойств почвы, в которой произрастал картофель; для
'супесчаных почв может оказаться достаточным 10 мин, для чер-
। неземных и особенно суглинистых почв требуется от 14 до 18 мни.
| Мойкн устанавливают из расчета 0,6—0,75 м3 емкости на 1 т
картофеля, перерабатываемого в час. Длина первой части моек
) (камеры с погруженными билами) должна составлять 30—45%
I -общей длины мойки. Ширина мойки колеблется от 0,8 до 1,2 м.

Удельный расход энергии прн работе моек бильного типа
составляет в среднем 1,2 кВт-ч на 1 т перерабатываемого карто-
1 феля.

При работе моек должны соблюдаться строгий санитарный
I режим и правила техники безопасности. Перед пуском проверяют
все детали мойки, целость решеток, прочность крепления бил и
I перекидных ковшей иа валу, исправность подшипников, клапанов
| для спуска воды, трансмиссионной или редукторной передачи, дис-
। ка с ковшами или ковшовых элеваторов. Только после этого на-
I полняют все мокрые камеры водой примерно наполовину. Затем
I дают сигнал о подаче картофеля н пуске подъемных механизмов.
1-52
.Мойщик открывает воду, подаваемую на гидротранспортер, и на-
блюдает за поступлением картофеля на мойку.

Около картофелемойки не должно быть скопления соломы и
грязи. Во избежание образования слизи на подмостках и лестни-
цах у картофелемойки их периодически моют. На рабочем месте
мойщика должны находиться исправные железные грабли, дере-
вянная лопата и корзины для сбора загрязнений. Необходимо
следить, чтобы в мойку не попадали посторонние предметы, кото-
рые могут вызвать поломку вращающихся деталей (доски и пр.)
Для извлечения посторонних предметов немедленно останавлива-
ют гидротранспортер п мойку. Чистку мойки обычно производят
один раз в сутки (утром), а если картофель сильно загрязнен, то
каждую смену или даже несколько раз в смену.

Перед чисткой прекращают подачу клубней в гидротранспор-
тер, останавливают шнек или элеватор перед мойкой и Ждут,
когда большая часть картофеля выгрузится из мойки. Далее спу-
скают через клапаны примерно половину воды, останавливают
вал и спускают всю воду. Затем удаляют оставшийся картофель,
тяжелые примеси, солому, ботву, промывают все клапаны и, если
•необходимо, ремонтируют неисправные детали.

При обслуживании мойки следует соблюдать правила по тех-
нике безопасности:

не брать на ходу руками или каким-либо инструментом попав-
шие в мойку предметы;

не наступать на провертывающиеся на валу била и ковши и
не перелезать через мойку во время ее работы;

не включать мойку в работу без тщательного осмотра ее и без
•разрешения мастера;

пускать мойку только после предупреждения об этом всех ра-
ботающих на мойке и соседних агрегатах.

Электрооборудование должно быть в защитном исполнении и
надежно заземлено. Сверху мойка должна быть закрыта деревян-
ной пли металлической решеткой.

Краны для наполнения водой камер располагают только сс
столоны подхода к мойке.

После остановки мойки перед осмотром и чисткой обеспечн
вают надежное отключение от мойки приводного механизма.

4.	ВЗВЕШИВАНИЕ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ

Для правильной оценки деятельности любого предприятия не
обходимо вести точный учет поступающего сырья. В производстве
крахмала сырье играет главную роль во всех технических п эко
номичерких расчетах. Учет массы поступающего картофеля, пере-
рабатываемого за определенный промежуток времени, дает воз-
можность определить производительность завода и, самое глав
ное, выход крахмала. Взвешивание сырья на заводах произво
.дится на автоматических весах.
Рцс. ?0. Автоматические весы для картофеля марки ДКР-
На рис. 20 приведена схема автоматических весов марки ДКР.
Принцип действия их заключается в отвешивании в ковше 1 оп-
ределенной массы картофеля (50 кг, 100 кг и т. д), после чего
уравновешивающий груз 2 уже перестает удерживать специаль-
ное запорное устройство. Ковш 1 опрокидывается, и взвешенное
(с небольшим перевесом) количество картофеля высыпается в
нижний бункер 4. Затем ковш возвращается в первоначальное
положение и загружается следующей порцией картофеля. Каждое
•опрокидывание ковша (отвес) регистрируется специальным счет-
чиком 3, показывающим или число опрокидываний, или регистри-
руемый весами отвес переработанного картофеля нарастающим
итогом.

Для получения количества переработанного, например за сут-
ки, картофеля в определенный час, обычно в начале утренней
•смены, записывают показание счетчика весов. На следующий день
в тот же самый час вновь записывают показание счетчика и вы-
читают из него показание предыдущего дня. Разность показаний
дает массу картофеля, переработанного за сутки. Из этого коли-
чества вычитают 1%, приходящийся на поверхностную влагу
клубней.

Весы необходимо содержать в чистоте, смазывать раз в неде-
лю шарнирные соединения, болты и гайки. Призмы и подушки не
'Смазывают, а тщательно очищают. Раз в месяц поверяют тару
•весов и через двое суток производят контрольные взвешивания
одного отвеса, В случае отклонений в показаниях весов вводит
нужную поправку.

Собранные и отрегулированные весы предъявляют к осмотру
Государственному поверителю, который пломбирует гиредержа-
тель и счетчик весов.

Перед весами и после них устанавливают бункера. Вмести-
мость нижнего бункера должна быть не менее одного отвеса ве-
сов. Должно быть обеспечено свободное поступление картофеля
из бункера на транспортирующий механизм, регулирующий по-
дачу клубней в терку.

Массу переработанного за смену (сутки) картофеля и среднюю
его крахмалистость регистрируют в специальном журнале. За
сутки, пятидневку', месяц и т. д. вычисляют средневзвешенную
крахмалистость картофеля. Надо иметь в виду, что на весах
должен отвешиваться только хорошо вымытый картофель, так как
•иначе учет будет неточным. _

Автоматические весы марки ДКР-50 выпускаются в СССР,
Полезный объем ковша 0,08 м3 Максимальная производитель-
ность до 6 т картофеля в час. В средней массе 10 порций допу-
скается погрешность ±0,5%. Верхний ряд циферблатов сумми-
рует основные отвесы по 50 кг, а нижний ряд — перевесы сверх
50 кг, которые получаются при каждом отвесе.

Измельчение вымытого и взвешенного картофеля — важней-
шая операция картофелекрахмального производства. При измсль
чении основное количество клеток картофельного клубня разры-
вается и зерна крахмала высвобождаются. Крахмал, освобож-
денный из разорванных клеток, называют «свободным» в отличие
от «связанного» крахмала, оставшегося в иеразорваниых клетках.
Полноту вскрытия клеток характеризуют степенью измельчения —
отношением количества свободного крахмала к общему содержа-
нию крахмала в картофеле или в полученной после измельчения
кашке.

Численно находят коэффициент измельчения (в %)
л

К = —-----100,

где А— масса свободного крахмала в 100 г кашки, i. В- масса связанного
крахмала в 100 г кашки, г; 4+В — масса общего крахмала, г.

Рис. 21. Истирающие машины.

Наиболее распространенными и дающими лучшие технико-эко-
номические показатели машинами для измельчения картофеля
являются истирающие машины (терки).

На рис. 21 представлены истирающие машины с металлически-
ми прижимами. Оии состоят из массивного чугунного корпуса с
откидной верхней частью. На нижней части корпуса установлены
подшипники, в которых вращается с большой скоростью на сталь-
ном валу барабан 3 — основной измельчающий орган. Барабан
имеет цилиндрическую форму, и на краях его надеты и укрепле-
ны два круглых бандажа 4 из стали.

Поверхность барабана (рис. 22) набирается специальными
зубчатыми пилками 1, которые разделяются стальными проклад-
ками 2. Концы прокладок и пилок поочередно вставляют в вы-
емки с внутренней стороны бандажей барабана и при помощи
нескольких (обычно от 4 до 8 в зависимости от диаметра бара-
бана) парных клиньев закрепляют иа поверхности барабана на-
бор пилок и прокладок. Барабан, набранный только прокладками^
56
Рис, 22. Пилка (7), сече-
ние прокладки (2) и сече-
ние шаблона (3).

должен быть строго цилиндрическим (проверяется на токарном
станке).

Выступ зубьев пилок, т. е. высота зубьев над прокладками,
должна быть одинаковой, равной 1—2 мм (в зависимости от ка-
чества картофеля). Для точного соблюдения такой величины при-
меняют шаблоны, которыми осаживают пилки при не полностью
закрепленных парных клиньях. Можно употреблять шаблон с со-
ответствующей глубиной прорези 3, ио
лучше применять укрепленный на
подвижных подшипниках цилиндриче-
ский стальной шаблон, который уста-
навливают на специальном устройстве
с точным регулированием расстояния
между образующими обоих барабанов
(шаблона и терки), равного, например,
1,50 мм.

При вращении барабана пилки оса-
живают шаблоном и после этого оконча-
тельно закрепляют парные клинья.
Набор барабана — одна из наиболее

ответственных операций в картофелекрахмальном производстве.
От нее зависит как производительность завода, так н выход крах-
мала. Поэтому набор барабана поручают наиболее опытному
•специалисту.

Картофелетерка с металлическим прижимом (см. рис. 21) сна-
бжена двумя металлическими колодками 2 и 5. Первая колодка
укреплена в откидной верхней части картофелетерки /, вторая —
в нижней (станине). Колодка 2 снабжена стальными планками
(стержневой прижим), колодка 5 — ножевыми ящиками с набо-
ром пилок.

Терки с металлическими прижимами дают наиболее высокий
коэффициент измельчения и наименьший удельный расход элек-
троэнергии. Однако они требуют тщательного набора барабана
и очень осторожного регулирования расстояния от прижима до
вращающегося барабана, которое производится только во время
остановки терки и прокручивания барабана вручную. При этом
штурвалы 6 подкручивают до появления характерного звука, сви-
детельствующего о задевании прижима за барабан Как только
появится указанный звук, штурвал немного откручивают, обеспе-
чивая минимальный зазор, дающий наилучшее измельчение, и за-
крепляют контргайками 7.

Привод барабана / картофелетерки должен осуществляться
от электродвигателя через центробежную муфту сцепления 2, как
указано на рис. 23 для терочной машины СТМ-100.

Данные о применяемых на заводах СССР картофелетерках
приведены в табл. 9.

Для гарантии наиболее полного разрыва клеток картофеля
под терочными барабанами устанавливают изогнутые решетки, из-
готовленные из листовой нержавеющей стали толщиной около
3 мм. Кривизна изгиба решетки должна точно соответствовать
кривизне барабана; расстояние между ними должно быть 2,5—
4 мм. Наилучшие результаты дает применение решеток, имеющих
отверстия, расположенные в шахматном порядке, размером 15X

Рис. 23. Картофелетерка марки СТМ-100-

Таблица 9- Техническая характеристика картофелетерок

Показатель	СТ-2 5 		СТ-60	6	СТМ-100		Т-300*
Диаметр барабана, м	0,465	0,650	0,650	0,650	0,650	0,850
Ширина барабана, м	0,150	0,200	0,180	0,240	0,350	0,300
Частота вращения, об/мин	2000	1450	1450	1450	1450	960
Производительность но пере-	2,00	2,75	4,20	4,50	7-8	9—10
работке картофеля, т/ч Потребляемая мощность, кВт	14,0	20,0	25,7	28,0	40	45
Габаритные размеры, мм	1210у	1140Х	1430\	1430 х	2100/  X 1330Х	2600 х
	>:85бх	Z1100X	Z Н70.Х	XI170:;		X 1250X
	у 585	Х780	Z780	z.780	Х990	Х910

* Картофелетерки производства ПНР.

Х2 мм, что обеспечивает живое сечение (отношение площади всех
отверстий к площади решетки) не менее 32,5%. При применении
решеток увеличивается потребность в электроэнергии, так как не-
достаточно измельченные куски картофеля на решетке дополни-
тельно измельчаются. Это компенсируется, однако, увеличением
коэффициента измельчения и выхода крахмала.
На рис. 24 изображена схема работы картофелетерки марки
Т-350 производства ПНР. Она состоит из станины 1, на которой
устанавливаются подшипники ротора вместе с валами 9. Рабочая
поверхность ротора (барабана) 5 набрана сменными пилками 6,
разделенными прокладками 7. Пилки и прокладки закрепляются
сжатием их с помощью парных забивных клиньев 8. Барабан

Рнс. 24. Картофелетерка марки Т-35С.

закрывается верхним кожухом, поворачивающимся на шарнире 10
я имеющим питательную воронку 4. Прижимы 2 и 3 регулируют
степень измельчения. Картофелетерка комплектуется решетками И
•с отверстиями диаметром 2 мм, что дает высокую степень измель-
чения.

Эффективность работы картофелетерки прежде всего зависит
ют окружной скорости пильной поверхности барабана. Прн числе
зубьев иа длине пилки 25 мм, равном 13, зависимость между ок-
ружной скоростью и коэффициентом измельчения характеризуется
следующими данными:

Окружная скорость
барабана, м/с

23,5

33,0

53,2

Коэффициент измель’
чения

83,5

86,8

93,4

Чем выше окружная скорость, тем чаще один и тот же зубчик
терочной пилки ударяет по картофелю, давая тонкую стружку
клубня и вскрывая его клетки. Следовательно, чем больше окруж-
ная скорость и число пилок и чем выше качество зубьев, тем боль-
ше может быть нанесено ударов, тем более высокая степень из-
мельчения будет достигнута.

Однако число ударов — лишь один из факторов, влияющих на
степень измельчения Важны также сила удара и состояние ре-
жущего инструмента (т. е. качество изготовления зубьев и мате-
риала самой пилки).

Можно представить, что сила удара равнозначна реакции жи-
вой силы, а ее значение равно где т — масса всего бараба-
на; v — его окружная скорость. Таким образом, степень измельче-
ния изменяется пропорционально квадрату окружной скорости ба-
рабана и барабан должен иметь возможно большую массу.

Пилки для картофеля (ТУ-14-1-488-72) изготовляют из спе-
циальной термически обработанной легированной стали твер-
достью 47—53 Pfe *, длиной 345 мм и шириной 25 Мм. Число-
зубьев, имеющих вид равнобедренного треугольника, должно быть
80 на 10 см высотой 2±0,2 мм и толщиной нс более 0,8 мм. Кро-
ме твердости сталь должна иметь и достаточную вязкость, т. е.
зубья не должны изгибаться и выкрашиваться (сталь У8А-ГОСТ
1435—54). При сгибании пилки не допускается наличие остаточ-
ных деформаций. Такие же пилки изготовляются и в ПНР.

Расход пилок хорошего качества при нормальной работе кар-
тофелетерок составляет 0,2—0,4 м на 1 т перерабатываемого кар-
тофеля. Пильный набор используется в этом случае в течение
двух-трех суток.

Большое значение для степени измельчения имеют состояние
прижимов и наличие решеток. При высокой точности набора пилок
на барабане металлические прижимы дают значительно лучший
результат, чем деревянные. Наличие решеток также заметно уве-
личивает степень измельчения. Важно, чтобы отверстия на них
были шелевидными, располагались в шахматном порядке и обес-
печивали наибольшую величину живого сечения.

После взвешивания картофель нужно подавать на терку рав-
номерно, с помощью хорошо отрегулированных шнеков или других
питающих устройств. Неравномерная подача приводит к ухудше-
нию качества измельчения, снижает производительность картофе-
летерки.

Каждые сутки, обычно в начале утренней смены при осмотре и
наладке оборудования, барабан терки очищают и в случае необ-
ходимости переворачивают или заменяют запасным, уже перебран-
ным или набранным пилками с новыми зубьями Для этого отки-
дывают верхнюю часть, освобождают барабан вместе с подшипни-
ками из станины, поднимают с помощью тали или цепной лебед-
ки и переворачивают. Затем вновь опускают на станину и закреп-
ляют подшипники. После переворачивания барабана терочные пил-
ки измельчают клубни уже другой стороной зубьев, что повышает
степень измельчения.

* Р.— показатель шкалы Роквелла, по которой определяют твердость при
давлении алмазного конуса на материал.
При переработке мороженого картофеля в мойку подают теп
лую воду с таким расчетом, чтобы клубни о стаяли с поверхиосп
слоем толщиной не более 1—2 мм. Хотя при этом производитель
ность тсрок уменьшается на 20—30% (иногда и более), качестве
измельчения остается хорошим. При полном оттаивании клубне
становятся дряблыми, мягкими и степень измельчения их резке
падает. Кроме того, наблюдается потемнение крахмала в клубня;
картофеля.

Для вторичного истирания кашки после отделения от нее ос
новной массы свободного крахмала на ситах используются пере
тиры — терочные машины, аналогичные по конструкции картофе
летеркам, но с более тонкими прокладками. Набор пильного ба
раб а на производится с меньшей высотой зуба над прокладкам!
(не более ] мм), контрольная решетка под барабаном имеет боле<
мелкие отверстия (шириной до 2 мм). Кашку перед перетиром не
обходимо максимально обезвоживать на центробежно-лопастны;
ситах.

При работе на картофелетерках строго соблюдают правил;
техники безопасности. Истирающие машины устанавливают в свет
лом помещении, на достаточном расстоянии от стен и аппаратуры
Запасные барабаны не должны стоять рядом с теркой. Пере;
пуском производят тщательный осмотр машины и проворачивани<
ее вручную. Если зубья пилок выступают неравномерно или част;
зубьев отсутствует, барабан заменяют правильно набранным, ;
снятый барабан во избежание возможных простоев сразу же на
бирают вновь. Пилки и прокладки в барабане должны быть на
дежно закреплены клиньями в пазах бандажей на барабане. Глу
бина пазов должна быть не менее 5 мм.

Регулировать прижимы можно только при остановке машинь
и проворачивании барабана вручную. Маховики прижимов посл<
регулирования должны быть прочно закреплены контргайками.

Во время пуска вхолостую проверяют, нет ли трения барабан;
о корпус или решетку, и устраняют неисправности. Во время пус-
ка и работы терки обращают внимание на появление посторонни?
звуков (скрежета, стука) и неправильной вибрации. При их по-
явлении терку и питающие ее устройства немедленно останавли-
вают, выясняют и устраняют причину этих явлений.

При работе истирающих машин наблюдают за показанием ам-
перметра, нормальным поступлением картофеля в терку, прове-
ряют температуру подшипников, следят за поступлением в них
смазки. Если амперметр показывает расход энергии больше до-
пустимого, возможно, что забиты пилки на барабане (щепками,
соломой и пр.). В этом случае останавливают машину и прочи-
щают барабан.

Если при осмотре кашки оказывается, что ухудшилась сте-
пень измельчения, также останавливают машину и регулируют
прижимы.

Во время пуска, остановки и работы измельчающей машины
нельзя находиться против нее, так как в случае рассыпания бара-
45ана вследствие небрежного набора может произойти серьезная
-авария, вплоть до поломки корпуса.

Необходимо следить за исправностью электродвигателя и
муфты сцепления. Муфта должна быть надежно ограждена кожу-
хом.

К обслуживанию машины допускаются только квалифициро-
ванные работники, хорошо знающие ее устройство и прошедшие
необходимый инструктаж.

При соблюдении всех условий эксплуатации хорошие измель-
чающие машины с окружной скоростью около 50 м/с обеспечивают
коэффициент измельчения более 90%.

За работой терки устанавливают строгий систематический ла-
бораторный контроль. В средних пробах кашки за сутки (или за
смену) определяют химическим путем содержание связанного крах-
мала и на основе определения крахмалистости картофеля подсчи-
тывают коэффициент измельчения. Учитывая, что при дальнейшей
переработке потери крахмала могут составить не более 3%, обыч-
аю считают, что коэффициент извлечения КИЗВл — количество вы-
работанного заводом абсолютно сухого крахмала в процентах со-
держания крахмала в переработанном картофеле, на 3—5% мень-
ше коэффициента измельчения Ккзм

-Кнзвл = Ккзм—' (3 -Ь 5%).

При крахмалистости 16 -20% хорошей работой картофелетер-
ки считают такую, при какой содержание сухого крахмала в без-
водной мезге составляет 40—42%. Если количество сухого крах-
мала не более 50%, картофелетерка работает удовлетворительно.

S.	УДАЛЕНИЕ КЛЕТОЧНОГО СОКА И ОТМЫВАНИЕ КРАХМАЛА

Измельченный картофель с освобожденным из разорванных
клеток клеточным соком должен как можно быстрее освобождать-
ся от него. Окисление тирозина кислородом с помощью тирозиназы
и другие процессы, происходящие при соприкосновении измельчен-
ного картофеля с воздухом, приводят к потемнению крахмала,
уменьшению вязкости получаемого из него клейстера, образованию
пены и слизи и другим нежелательным явлениям.

Одним из радикальных способов освобождения кашки от ос-
'новной массы клеточного сока была бы обработка ее без разбав-
. ления или при небольшом (на 20—30%) разбавлении на специ-
.альных центрифугах, например типа ОГШ (см. ниже).

Натуральный клеточный сок в картофеле содержит 4,5—7,0%
-сухих веществ. При переработке картофеля без выделения сока с
последним теряется около 20% сухих веществ картофельного клуб-
ня. По составу эти вешества представляют собой ценнейшее сырье
для производства кормов В них содержится 27—28% азотистых
веществ, из которых примерно половина приходится на белки,
содержащие все незаменимые аминокислоты Безазотистых ве-
ществ в клеточном соке картофеля содержится 59—64%, в том
'числе крахмала 2—5%, сахаров 19—21%, минеральных веществ
9—12%- В составе последних окись калия, соли фосфорной кислоты
и многих микроэлементов. Расчетами и практикой доказано, что*
гораздо выгоднее во многих отношениях выделять на центрифугах
из разбавленной на 20—30% кашки 70—75% содержащегося в кар-
тофеле клеточного сока, чем строить н эксплуатировать дорогостоя-
щие сооружения для очистки соковой воды.

Рис. 25. Схема осадительной шнековой центрифуги типа ОГШ.

Для уменьшения продолжительности соприкосновения свежего
клеточного сока в кашке с воздухом вместимость подземных сбор-
ников (приямков) под терками должна быть не более 1% объема
суточной переработки картофеля.

Наиболее пригодны для отделения клеточного сока от кашки
после измельчения картофеля центрифуги шнековые осадительные-
с высоким фактором разделения: типа ОГШ и РЗ-ПЦК.

Центрифуга типа ОГШ (рис. 25) состоит из двух вращающих-
ся барабанов: наружного сплошного с цилиндрической и кониче-
ской частями 2 и внутреннего цилиндрического 3 с приваренным
к нему шнеком 1. Зазор между концами шнековой ленты и внут-
ренним диаметром внешнего барабана не может превышать 1—
1,5 мм и должен быть точно подогнан. Оба барабана вращаются
в одну сторону. Частота вращения внутреннего барабана на 15—
25 об/мин больше, чем внешнего. В результате этой разницы шнек
1 непрерывно соскребает осадок, направляя его в узкую часть ко-
нуса внешнего барабана. Здесь осадок, содержащий 30—40% су-
хих веществ, разбавляется определенным количеством жидкости
и выбрасывается через окна 5.

В центрифугу продукт подается через трубу 6. С помощью по-
лого вала 4 он направляется в центральную часть центрифуги, от-
куда через окна 8 непрерывно поступает в пространство между
вращающимися барабанами, где подвергается действию центро-
бежных сил. Наибольшее действие этих сил наблюдается в ци-
линдрической части внешнего барабана, так как там самый боль-
шой радиус вращения. Образуется как бы полый «водяной ци-
лидр» с осью, совпадающей с осью вращения барабанов. На внут-
ренней поверхности такого цилиндра величина центробежных сил
наименьшая, поэтому здесь расположены сливные окна 9, через
которые клеточный сок с минимальным содержанием крахмала не-
прерывно выводится из машин.

Производительность насосов, удаляющих легкую (сок) и тяже-
-лую (крахмал) фракции должна быть рассчитана с достаточным
запасом во избежание подпора для выходящей из центрифуги
продукции. С целью возможно большего обезвоживания тяжелой
фракции окна 5 располагают на таком расстоянии от оси вращения,
чтобы тяжелый осадок перед выходом из центрифуги прошел из-
вестный путь 7, когда он отжат и уже не находится в жидкости,
а лишь соскребается.

При тщательном наблюдении за работой центрифуг типа ОГШ
и РЗ-ПЦК на них без разбавления может быть выделено до 70%
находящегося в кашке общего количества клеточного сока, а при
предварительном небольшом разбавлении кашки водой — еще
больше.

По опытам; проведенным Э. Э. Киртом (Эстонская ССР), при
двукратной обработке кашки на центрифугах с соответствующим
промежуточным разбавлением можно выделить из нее более 90%
клеточного сока В этом случае резко сокращаются расходы на
•очистку сточных вод картофелекрахмального производства, что
•окупает дополнительные расходы по вторичной обработке кашки
на центрифугах и облегчает ведение технологического процесса
(отсутствие пены). Кроме того, увеличивается количество ценного
•белкового корма, значительно улучшается весь технологический
процесс за счет ликвидации ценообразования и заметно улучшает-

Таблица 10, Техническая характеристика осадительных шнековых центрифуг

'Производвтелышсть по переработке
картофеля, т/ч

Концентрация выделенного клеточ-
ного сока, %

•Содержание

сухих веществ в кашке после

центрифуги, °о

крахмала в клеточном соке, г/л
Максимальный фактор разделения
Мощность электродвигателя, кВт
Габаритные размеры, мм

хтина

ширина

высота

Цектрпфхтп ОГШ

321К-6	502К-4	802К-5	РЗ-ПИК-100
2.0	4.5	9.0	4,5
2,5—6,0	2,5—6,0	2,5—6,0	2,5—5,5
40—42	40	40	38—40
0.2—0,4	0,2—0,4	0,2—0,6	0,2—0,6
1580—1900	1480	1220	765
7.5	32	75	30
1600	2580	3950	3015
1430	2200	2660	2040
520	1080	1370	1058
ся качество вырабатываемого крахмала. Основные данные о при-
меняемых центрифугах для выделения клеточного сока приве-
дены в табл. 10.

При испытании центрифуги ОПП-321 К-6 на выделение клеточ-
ного сока из картофельной кашки в ЧССР получены следующие
данные:

Производателнносгь по переработке картофеля, т/сут	55

Содержание сухих веществ, %

в пеяученжм клеточном соке	6,35

в осадке из центрифуги, %	43,25

Количество полученного неразбавленного клеточного сока. % 61,3

Потери крахмала в жидкой фракции, г/л	0,8

Потребляемая мощность, кВт	4,5

При разбавлении кашки после терки обычно применяется воз-
вратная вода, например жидкое крахмальное молоко после про-
мывания мелкой мезги.

е

Рис. 26. Сотрясательное катарактное сито.

Для отмывания свободного крахмала применяются сита раз
личных конструкций. Простейшим из них является сотряса-
тельное сито. Рассмотрим вариант такого сита, разработанный
А. Н. Рыжовым. Сито (рис. 26) представляет собой металлическую
прямоугольную раму 1, укрепленную на деревянных пружинящих
планках 7. Планки надежно закреплены в точке 8 на бетонном
фундаменте.

В продольном направлении рама имеет уклон 50 мм на 1 м, а
в поперечном направлении устанавливается горизонтально (по
уровню); через тяги 5 рама получает колебательное движение от
привода 6, делающего 750 об/мин, с амплитудой колебаний 4 мм.
привод осуществляется электродвигателем через редуктор; мощ-
ность электродвигателя 0,57 кВт.

3 Зак 1951

65
В раме имеется восемь поперечных металлических желобков —
катарактов 4, куда при помощи перфорированных труб 2 — ороси-
телей— подаются сильные струи воды. Между катарактами плот-
но вставляются деревянные рамки 3, обтянутые соответствующей
сеткой: штампованной, саржевой, плетеной или капроновой (в за-
висимости от рода отделяемого и промываемого продукта). Рам-
ки надежно крепят в раме снта без малейших зазоров во избежа-
ние попадания надситового продукта в отцеживаемую жидкость.

Через специальное питательное корыто (не показанное на ри-
сунке) в верхнюю часть ситового аппарата равномерно по всей
ширине подается кашка. На первой ситовой рамке от нее отде-
ляется жидкая фракция, попадающая в корыто 9. Далее кашка
поступает в первый катаракт 4, где на твердой поверхности энер-
гично смешивается с чистой водой и постепенно переходит на
вторую ситовую рамку. Последовательное ситование на рамках с
ситами и промывание в катарактах обеспечивает хорошее отмы-
вание свободного крахмала. При полном вымывании крахмала из
кашки на ситах Рыжова производительность 1 м2 полезной ситовой
поверхности обеспечивает переработку 0,34 т картофеля в час.

Недостатки таких сит — сравнительно низкая производитель-
ность 1 м2 занимаемой ими производственной плошади и необхо-
димость квалифицированного обслуживания.

В настоящее время на многих заводах установлены центро-
бежные сита, в которых продукт для ускорения ситования под-
вергается действию центробежной силы. Одним из таких сит яв-
ляется барабанно-струйное сито (БСС). Сито (рис. 27)
состоит из станины, внутри которой вращается перфорированный
конический стальной барабан-ротор 2. Ротор консольно крепится
на коренном валу 4, приводимом во врашение на подшипниках 3
и 5 через клиноременную передачу 6 от электродвигателя 9, уста-
новленного внутри станины. На внутренней поверхности ротора ук-
репляются металлические рамки в виде секторов, обтянутых соот-
ветствующей сеткой или двумя сетками (одна из них, более круп-
ная, устанавливается под основной сеткой и называется подсит-
ником). Более совершенная конструкция предусматривает вставку
в ротор перфорированного конуса, обтянутого сеткой.

Кашка подается в питательную трубу 1 и через питатель 11
попадает в вершину ситового конуса. Здесь она распределяется
по ситовой поверхности и постепенно сползает к основанию кону-
са. Далее надситовый продукт выводится через коллектор 12 из
аппарата. Жидкая фаза проходит сквозь сито, собирается в кол-
лекторе 10 и выводится из него. Для промывания водой или более
разбавленным крахмальным молоком сито имеет специальное
устройство — струйный ротор-ороситель. Вода в него поступает
через вал 8. вращающийся внутри основного вала, и попадает в
трубчатый коллектор 13, где установлены по кривой двухзаходной
спирали разбрызгиватели — сопла 14.

Привод 7 обеспечивает опережение вращения ротора-оросителя
относительно ситового барабана на 50 об/мин, и вода под дав-
лением 0,2—0,25 МПа образует против хода продукта как бы во-
дяной шнек, задерживающий продукт на сите и отмывающий от
него свободный крахмал. Ротор БСС-100 вращается с частотой
900 об/мин и имеет ситовую поверхность площадью 0,8 м2, что
обеспечивает однократное вымывание продукта при переработке
4 т картофеля в час (около 100 т/сут). Мощность установленного
электродвигателя 10 кВт.

Исходный поодукт

Крахмальное молоко

Рис. 27. Барабанно-струйное сито.

Другой вид центробежного сита — центробеж но -л снаст-
ное (ЦЛС). Принцип действия сита напоминает работу центро-
бежного насоса (рис. 28). Кашка по трубе 1 поступает в центр
ротора 2, приводимого во вращение от вала электродвигателя че-
рез муфту 3, где распределяется по лопастям 6, каждая из кото-
рых представляет собой небольшое сито с тремя полостями (кар-
манами) 7 под ситовой поверхностью.

Отвод отцеженной жидкости в специальный боковой коллектор
производится через боковые отверстия в карманах и отверстие в
коллекторе 4. Отцеженная на ситах кашка сбрасывается с лопа-
стей ротора, попадает в свой коллектор и выходит через отвер-
стие 5.

Лопасти обтягивают тонкой шлицевой сеткой с подептником и
закрепляют так, чтобы их можно было легко снимать и заменять
для чистки и ремонта.
Рис. 28. Центробежно-лопастное сито.
Частота вращения ротора сита 1440 об/мин. Тонкая металличе-
ская сетка из специального сплава, установленная на ситовых
элементах, имеет отверстия размером 2X0,24 мм; ситовая поверх-
ность такого сита составляет 0,18 м2, а производительность 1 м2
ситовой поверхности на первом отцеживании (после терки) 35 т
картофеля в час.

Рис 29. Схема сдвоенного барабанно-струйного сита ПСЦ-200.

При применении барабанно-струйных и центробежно-лопастных
сит необходимо принимать серьезные меры для предотвращения
попадания в кашку перед ситами посторонних предметов, которые
могут забить входное отверстие или повредить ситовую поверх-
ность. Во избежание этого перед ситами на напорных трубах уста-
навливают специальные фильтры с соответствующей сеткой.

Главная задача ситовой станции—максимальное отмывание от
мезги свободного крахмала, очистка полученного крахмального
молока от мелкой мезги, а также получение молока достаточно
большой концентрации, так как на дальнейшей операции (промы-
вании крахмала) количество применяемой аппаратуры зависит от
объема поступающего молока. Для решения такой задачи можно
многократно использовать разбавленное крахмальное молоко
вместо воды, которая должна применяться уже при окончательном
(перед выводом из производства) промывании мезги. Так, кашку
после измельчающей машины или после отделения клеточного со-
ка обычно разбавляют жидким крахмальным молоком, получен-
ным при промывании мелкой мезги.

Б последнее время начали применять сдвоенные бара-
банно-струйные сита марки ПСЦ-200 (рис. 29). Ротор сита
состоит из двух соосно вставленных друг в друга конических си-
товых барабанов — наружного 7 и внутреннего 6. Барабаны вы-
полняют в виде сварных каркасов с торцовыми кольцами и про-
дольными ребрами. В барабаны вставляют сменные подситники из
нержавеющей стали, на которых закрепляют сетку.

Широкая часть наружного барабана заканчивается кольцевым
желобом. Неподвижный ороситель 8 прикрепляют к крышке в
месте поступления в него воды. Ороситель состоит из системы

Рис. 30 Схема дугового сита
марки РЗ-ПРД.

подводящих и распределительных
труб, обеспечивающих орошение
всей поверхности внутреннего бара-
бана. Ротор сит крепят к ступице
на валу 5, который приводится во
вращение от электродвигателя
через центробежную муфту и при-
вод 4.

Нижняя часть корпуса — это
камера, где собирается и откуда
выводится крахмальная суспен-
зия— крахмальное молоко. Исход-
ный продукт через питатель 3
попадает в пространство между
барабанами и при вращении равно-
мерно распределяется внутри сито-
вой поверхности наружного бара-
бана. Под действием центробежных
сил продукт сползает в широкую
часть конуса и одновременно оро-
шается жидким крахмальным моло-
ком, прошедшим через сито благо-
даря орошению внутреннего бара-
бана водой. С сита наружного
барабана продукт попадает в же-
лоб, где неподвижный скребок /

непрерывно подхватывает его и
через напорную трубу 2 направляет на ситовую поверхность внут-
реннего барабана. Здесь продукт интенсивно орошается водой.
Вторично промытая мезга сползает к основанию внутреннего сито-
вого барабана и выводится через отверстие в крышке. Такие сита
применяют как при промывании крупной и мелкой мезги, так и
при рафинировании крахмального молока (с соответствующими
сетками). При промывании мелкой мезги и рафинировании полу-
чаемого крахмального молока применяют металлическую сетку
прямого плетения № 018—022, что соответствует размеру одной
из сторон прямоугольного отверстия 0,18—0,22 мм.

Весьма перспективным является применение дуговых сит.
Однако, как показал опыт, их можно использовать в производстве
картофельного крахмала только при условии обязательного отде-
ления клеточного сока центрифугированием кашки после измель-
чения картофеля, в противном случае наблюдается обильное це-
нообразование, не дающее возможности применять дуговые сита.
Простейшее дуговое сито — слабонапорное маркиРЗ-ПРД
(рис. 30). Оно имеет ситовую поверхность 3, которая крепится на
специальной рамке (без подситника). Рамку вставляют в корпус 1.
Через питатель 2 продукт под небольшим давлением тангенциаль-
но подают сверху на ситовую поверхность. Крахмальная суспензия
проходит сквозь сито и собирается в корпусе 1, а мезга сползает
в нижнюю часть ситовой поверхности, откуда и выводится из си-
та. При ширине ситовой поверхности 960 мм площадь ее состав-
ляет 1600 мм (центральный угол наклона ситовой поверхности
72°) Сито обеспечивает производительность по переработке кар-
тофеля 100 т/сут.

Наиболее распространенное расположение измельчающей и си-
товой аппаратуры показано на схеме III.

Вымытый картофель	Кашка  1
4-  I измельчение (картофелетерка)	II измельчение (перетир)
Отделение клеточного сока 1	III промывание, БСС  I
I промывание, БСС  1	IV промывание, ЦЛС 1
II промывание, ЦЛС  1	Пресссванее мезги  1
4 Кашка	Отжатая мезга

Схема I. Схема измельчения и ситования картофеля

На I ступени промывания (после отделения клеточного сока)
обычно применяют сита БСС. Они же используются и на III сту-
пени промывания (после перетира). На II и IV ступенях промыва-
ния выгоднее применять сита ЦЛС, так как они отжимают жид-
кость, что повышает содержание сухих всшеств в надситовых про
дуктах. Это улучшает работу перетира и пресса для отжима мезги,
увеличивает выход крахмала и уменьшает количество мезги при
мерно в 1,5 раза

Для промывания применяют чистую питьевую воду, а в более
совершенных схемах—промывную воду после промывания крах-
мала с добавлением в нее диоксида серы (до содержания SOs
0,02—0,03%). В этом случае резко сокращается расход чистой
воды. Раствор диоксида серы выгодно добавлять также и в кашку
после отделения клеточного сока, так как это улучшает качество
крахмала и предотвращает развитие вредной микрофлоры.

Схема с применением дуговых сит приводится в общей схеме
на рис. 38.

После четырех промываний крахмальное молоко объединяется
и направляется на центрифуги для отделения соковой воды.
6.	ОБЕЗВОЖИВАНИЕ МЕЗГИ

Принято считать, что масса сырой мезги влажностью 94% со-
ставляет 70—75% массы переработанного картофеля при содержа-
нии в ее сухом веществе около половины крахмала. Кроме крах-
мала, в мезге остаются сахара, пектиновые и другие безазотистыс

Рис 31. Пресс для мезги

вещества в количестве 0,2—0,25% массы сухих веществ. Клетчат-
ки в мезге содержится 25—35% в зависимости от толщины кожи-
цы клубней. Количество белковых веществ (<Vx6,25) в сухом ве-
ществе мезги составляет примерно 5%.
Полученную с сит мезгу спускают в сборники и передают ш
обезвоживание. На первой стадии обезвоживания желательнс
применять сита ЦЛС с повышенной частотой вращения. Затек
мезгу обезвоживают на специальных прессах (рис. 31). Мезгу на
правляют в верхнюю часть пресса 1, где ее захватывают вращаю
щиеся навстречу один другому отжимные барабаны 2, обтянуть»
сеткой. При прохождении между ними мезга отжимается. Отпрес
сованная вода проходит сквозь медные сита на поверхности бара
банов, а затем через специальные отверстия, сообщающие поверх
ность барабанов с их внутренней полой частью, в торцовую часи
барабана, откуда удаляется.

Отжатая на (барабанах мезга поступает в камеру 3 с выход-
ным отверстием, которое закрывается доской 5, прижимаемой гру-
зом 7. Выход мезги из камеры возможен через щель 4, открыва-
ющуюся силой давления выходящей из барабана мезги.

В камере 3 мезга подвергается дополнительному обезвожива-
нию. Прессованная мезга разрыхляется вращающимися билами 6
и поступает в шнек, который транспортирует ее или в бункер для
сырого корма или на сушилку.

На ситах прессов применяется обычно перфорированная медная
сетка с отверстиями диаметром 0,7 мм. На таких прессах из мезги
отжимается примерно 75—80% влаги. Добавление 0,5—2 кг изве-
сти на 1 м3 мезги может еще больше увеличить содержание сухих
веществ в мезге. После прессования в воде содержится немного
мелкой мезги. Воду процеживают через сотрясательное сито и ис-
пользуют для разбавления кашки. Выделенную при этом мелкую
мезгу смешивают с прессованной.

На подобном описанному двухвальцовом прессе при частоте
вращения 3,6 об/мин барабанами диаметром 0,4 м и длиной 0,8 м
можно отжать 1500 кг мезги 94%-ной влажности в час Потреб-
ляемая при этом мощность составляет 2,5—3,0 кВт.

На ситовой станции при работе всех видов сит необходимо
строго соблюдать правила техники безопасности и санитарии.
Нельзя на ходу производить внутренний осмотр сит, чистку их,
ремонт и т. д. Все движущиеся части должны быть надежно ог-
раждены, а электроаппаратура заземлена.

Помещение нужно содержать в чистоте и регулярно произво-
дить смену, мойку и ремонт ситовых поверхностей.

7.	ВЫДЕЛЕНИЕ КРАХМАЛА И РАФИНИРОВАНИЕ

КРАХМАЛЬНОГО МОЛОКА

При предварительном выделении клеточного сока центрифуги-
рованием кашки после измельчения картофеля по описанной схеме
в ней остается 30—40% сухих веществ клеточного сока. В других
схемах в крахмальное молоко переходят почти все сухие веще-
ства клеточного сока, за исключением очень небольшой части их,
оставшейся в неразорванных клетках картофеля. В крахмальном
молоке также присутствует мелкая мезга, прошедшая сквозь мел-
кие отверстия сетки. Жидкость, входящая в состав крахмального
молока, называется соковой водой. При соприкосновении с
воздухом опа быстро становится розоватой, а затем более темной,
в связи с чем ухудшается цвет крахмала. Длительное соприкосно-
вение крахмала с соковой водой и воздухом уменьшает его клей-
стерообразующую способность. Поэтому оставшаяся еще на неко-
торых предприятиях старая аппаратура для выделения крахмала
из крахмального молока отстаиванием (отстойные чаны) должна
быть повсеместно заменена центрифугами.

Выделение крахмала с помощью центрифуг основано на дейст-
вии центробежной силы

с А &

8 ' R '

где С — цсптробежная сила, Н, Q —масса крахмальных зерен, кг; g— ускоре-
ние свободного падения, равное 9,81 м/с2; а — окружная скорость, м/с;
R— радиус окружности вращения, м.

Подставляя вместо v ее значение в зависимости от частоты
вращения барабана центрифуги п (в об/мин), получаем

о = 2nRn/60 - rtRn/30.

Тогда центробежная сила

С= Qar2/g-(Rn®/900)

или (учитывая, что по абсолютной величине §«л2)

C = QRn2/900

При вращении тела массой 1 кг

Один из основных критериев, характеризующих эффективность
работы центрифуги, — фактор разделения Фр, который оп-
ределяется как отношение ускорения центробежного поля к уско-
рению свободного падения,

Фр — t&R/g = Rns/900,

где <о=лп/ЗО— угловая скорость вращения барабана, 1/с.

Таким образом, фактор разделения численно равен центро-
бежной силе, развивающейся в данной центрифуге при вращении
тела массой 1 кг

Обычные щнековые (осадительные) центрифуги, применяемые
для отделения крахмала от соковой воды, имеют фактор разделе-
ния 600—800 (рис. 32). Принцип действия такой центрифуги ана-
логичен принципу действия рассмотренной выше центрифуги ОГШ.

Крахмальное молоко через фильтр подается в воронку 5, со-
единенную с внешним коническим барабаном 4. Через отверстия,
видные на чертеже, оно попадает между барабанами 2 и 4 и при-
обретает определенную окружную скорость. При этом более тяже-
лые крахмальные зерна оседают на внутренней поверхности ко-
нусного барабана, а соковая вода образует полый цилиндр, ось
которого совпадает с осью вращения барабанов. Внутренняя по-
верхность водяного цилиндра находится ближе всего к оси враще-
ния. Центробежная сила /?пйп здесь минимальна, а в воде меньше
всего взвешенных частиц. На этом уровне и устроены сливные
окна 1, через которые непрерывно выходит соковая вода. Внутрен-
ний барабан 2 центрифуги через редуктор приводится во вращение

Рис. 32. Осадительная центрифуга ОЦ-25.

со скоростью на 50 об/мин больше, чем барабан 4. На барабане 2
закреплена спиральная лента 3, работающая как шнек, непрерыв-
но соскребающий осевшие зерна крахмала и передвигающий вх к
вершине конусного барабана 4. Здесь осадок выводится из маши-
ны, и разбавленное чистой водой, поступающей через трубку 6’,
крахмальное молоко вытекает через отверстие в нижней части
сборного коллектора для крахмального молока.

Для нормальной работы центрифуги необходимы следующие
условия:

отсутствие крупных загрязняющих частиц в крахмальном моло-
ко, которые могут засорпть отверстия в центрифуге;

абсолютная гладкость и правильная коническая поверхность
внутренней стороны 4, а также почти полное отсутствие зазора
между конической поверхностью и спиральной лентой 3, закреп-
ленной на барабане 2;
поддержание постоянного напряжения у источника электро-
энергии, питающего электродвигатель центрифуги (соблюдение
установленной частоты вращения);

подготовка перед обработкой на центрифугах поступающего на
них крахмального молока с постоянной концентрацией (2,7—
3,3° Сд) для равномерной нагрузки шнековой спиральной ленты;

тщательная динамическая балансировка барабанов центрифу-
ги.

Крахмал из центрифуг выгружается принудительно, поэтому
он имеет постоянную влажность (не зависящую от концентрации
поступающего крахмального молока) —около 60%. Далее крах-
мал может быть разбавлен водой из трубки 6 jifi любой необходи-
мой концентрации крахмального молока

Фактор разделения у применяемых центрифуг должен быть та-
ким, чтобы в 1 л соковой воды содержалось не более 0,26 г крах-
мала, т. е., как отмечалось выше, он должен равняться 600—800.
Соковая вода удаляется по трубопроводу длиной не более 15 м с
диаметром не менее диаметра соответствующего патрубка на цен-
трифуге. Затем она попадает в ловушку, где из соковой воды еще
осаждается некоторое количество мелких зерен крахмала. С ней
удаляется около 95% содержащегося в картофеле клеточного со-
ка, часть очень тонкой мезги и нерастворимого белка.

Во время работы центрифуг крахмальное молоко сильно аэри-
руется. При этом получается стойкая пена, которая отходит с со-
ковой водой в пеносборник, увлекая с собой некоторое количество
крахмальных зерен. Обычно в пеносборнике задерживается при-
мерно 0,5% всего поступившего в центрифугу крахмала. Всего же
с соковой водой уносится около 1% крахмала, обработанного на
центрифугах.

Доброкачественность крахмально го молока после обработки на
центрифугах значительно увеличивается и составляет примерно
91—92%.

Основные данные об осадительных центрифугах, применяемых
в СССР для обработки крахмалыюго молока, приведены в
табл. 11.

Производительность

т картофеля в сутки	25

м3 крахмального молока	в час	8

Концентрация поступающего	крахмального молока, °СД 3

Потребная мощность. кВт	7

50

15

3

14

50

15

100
30

3

21,5
Оставшаяся в центрифугированном крахмале небольшая частг
клеточного сока не оказывает большого влияния на его качество
но желательно дальнейшей обработкой полностью удалить из крах
мала все растворимые вещества клеточного сока.

После отмывания крахмала его разводят и получают крахмаль
ное молоко концентрацией, подбираемой в зависимости от виде
аппаратуры для промывания крахмала.

В целях улучшения качества крахмала крахмальное молоке
подвергают рафинированию — отделению оставшейся в нем мел-
кой мезги на рафинировальных ситах. Делают это обычно дважды
Концентрация крахмального молока, поступающего на первое ра
финирование, около 3°СА. На ситах здесь применяют медную сет
ку саржевого плетения номером не ниже 80 или шелковую ткань
номером не ниже 38 (табл. 12 и 13).

					
Номер ста	Длина стороны квадрата ячейки, мм		"Номер ста	Длина стороны  квадрата ячей-	Количество лреволок в
		проволок в			
30	0,60	11,15	80	0,21	32,5
40	0,60	15,40	88	0,19	34,0
50	0,40	19,2	100	0,17	38.5
60	0,30	23,8	НО	0,15	43,0
64	0,29	24,5	120	0,14	46,0
68	0,28	26,0	127	0,13	49,0
70	0,25	29,0	133	0,12	51,0

Центробежные сита (БСС, ЦЛС, дуговые и др.) должны иметь
специальную шлицевую сетку. Применение на них штампованных
и саржевых сеток значительно ухудшает результаты работы.

Для вторичного рафинирования используют шелковую ткань
№ 46 (лучше № 55) или капроновую № 58—64 (табл. 14).

В зависимости от технологической операции применяют тот иль
иной номер капроновых или шелковых снт. Ниже приводится при
мерное соответствие между номерами этих снт:

№ капроно- 29 32 35 38 43 46 49 52 55 58 58 61 64 67 73 76
бого сита

№ шелково- 27 29 29 32 38 38 43 43 46 46 49 52 55 61 67 73
го сита

После рафинирования крахмальное молоко состоит из воды
крахмальных зерен, части растворимых веществ клеточного сокь
картофеля и очень мелкой мезги (обрывков стенок клеток).

Качество крахмального молока характеризуется его доброка-
чественностью — отношением массы чистого сухого крахмала в
массе всех сухих веществ данного продукта (включая крахмал)
выраженным в процентах. Если в 100 г крахмального молока кон-
Т а б л и и а 13. Характеристика сит из натуральной шелковой ткани

1  &  § к	Число нитей на 10 мм		на менее	Число от- верстий	Размеры отверстий.	Коэффи- циент жи- вого сече-	Переплетения
	основы	утка					
29	58	29	43	841	220	40,3	Ажурное
32	64	32	47	1024	200	37,9	
35	35/17,5	35	48	1225	180	30,4	Смешанное
38	38/19	38	39	1444	160	34,0	и
43	43/21,5	43	32	1849	140	34,3	
46	46/23	46	32	2116	125	36,3	»
55	55/27,5	55	33	3025	110	38,3	
61	61/30,5	61	33	3721	100	36,0	
67	67/33,5	67	27	4489	90	35,7	
73	73/36,5	73	30	5329	80	35,0	
76	76/38	76	31	5776	71	34,6	

Примечания-. 1. При характеристике тканей смешанного нерсплетення в графе
«Число нитей на 10 мм основы» числитель является показателем ажурного перепле-
тения, знаменатель—полотняного.

2.	Данные взяты из ГОСТ 4403—67 «Ткани шелковые для сит» (табл. 1, показа-
тели облегченной ткани).

3.	Как видно из таблицы, номер шелкового сита обычно соответствует числу ни-
тей, приходящихся на 10 мм утка.

Таблица 14. Характеристика капроновых сит (ОСТ 17-46—71)

Номер ткани 1	Число нитей на 10 см		Размер отверстий.	Коэффициент жи- вого сечения, %	| Номер ткани |	Число нитей на 10 см		Размер отверстий,	1
	основа	утка				основы	утка		
23	230+14	230±18	329 ±32	57,2	52	520+31	520+ 42	142±15	53,4
25	250±15	250-1-20	294±31	54,0	55	550+33	550 + 44	132±14	
27	270+16	270+22	264±28	50,8	58	580+35	580+ 46	122±13	
29	280+23	290±30	256+26	55,0	61	610+37	610±49	114±12	
32	320+ 23	320+ 30	226+23	52 3	64	640 ±38	640 ± 51	105+12	
33	350 +23	350+30	219±22	56,1	6/	670±40	670 ±54	99±11	
38	380+23	380+ 30	195+21	54,9	70	700 ±42	700±56	93±9	
43	430±26	430±34	165+18	48,5	73	730 ±44	730±58	87±10	
46	450+ 29	450+35	156± 16	50,2	76	760 + 46	760±61	82±9	
49	490+ 29	490±39	143± 15	47,7					

центрацией 2,7° СА содержится 2,83 г абсолютно сухих веществ и
в том числе 2,12 г сухого крахмала, доброкачественность такого
крахмального молока

о |2

да-^-Ю0=75%.
Доброкачественность крахмального молока после первого ра-
финирования составляет 73—79%, после второго — 95—98'й.

Она зависит от качества работы ситовых аппаратов, от подбо-
ра ситовой ткани, уровня обслуживания сит и содержания раство-
римых веществ в картофеле.

В дальнейшем растворимые вещества удаляют из крахмала
промыванием, нерастворимые (например, остатки мезги) отделить
от крахмала очень трудно. Поэтому на ситовой станции необходи-
мо стремиться к максимальному отделению мезги и других взве-
шенных примесей от молока.

Особенно трудно отделить свободный крахмал от мезги, полу-
ченной при рафинировании крахмального молока при работе терок
с высоким коэффициентом измельчения. Для этого лучше всего
применять многокатарактные сотрясательные сита типа сит Рыжо-
ва. Потери свободного крахмала в отмытой мелкой мезге не долж-
ны превышать 3 г на 1 л отмытой влажной (94%) мезги.

Оставшуюся на ситах после рафинирования мелкую мезгу по-
дают на 7—8-катарактные сотрясательные сита, обтянутые капро-
новой сеткой № 55, и тщательно промывают. Содержание свобод-
ного крахмала в промытой мезге не должно быть более 5% в пе-
ресчете на сухое вещество.

Крахмальное молоко после промывания мелкой мезги обычно
возвращают в производство и употребляют для разбавления каш-
ки после терки, а в случае применения центрифуг для отделения
концентрированного клеточного сока — для разбавления кашки
после этих центрифуг. На первом и втором рафинировании мож-
но применять барабанно-струйные сита. Производительность ба-
рабанно-струйного сита БСС-100 на рафинировании около 5 т/ч
по перерабатываемому картофелю (на первом рафинировании
медная сетка саржевого плетения № 80, на втором капроновая
сетка № 58). После рафинирования в крахмальном молоке оста-
ется 0,28% мезга в пересчете на сухое вещество молока.

Производительность сотрясательных сит на рафинировании
крахмального молока концентрацией 3,6° Сд составляет в зависи-
мости от конструкции сита 300—800 кг картофеля в час на 1 м2
ситовой поверхности, производительность контрольных сит для
промывания мелкой мезги — соответственно 450—1200 кг/ч.

Удельный расход электроэнергии при использовании сотряса-
тельных сит для промывания мелкой мезги около 0,25 кВт-ч на
1 т перерабатываемого картофеля.

За состоянием ситовой поверхности тщательно следят, не до-
пуская попадания мезги между рамками сит. Рамки с порванными
ситами немедленно заменяют и строго соблюдают график замены
сит для промывания, ремонта и высушивания. Особого контроля
и ухода требуют сита, используемые при окончательном рафиниро-
вании молока перед промыванием крахмала.

В крупную и мелкую мезгу переходит от 3 до 6% абсолютно
сухого вещества картофеля в зависимости от его крахмалистости.
сорта и степени измельчения, но в ней почти нет растворимых ве-
ществ картофельного клубня.

Содержание мелкой мезги в рафинированном молоке не долж-
но быть более 0,5% к массе сухих веществ молока. За этим пока-
зателем должен быть установлен тщательный лабораторный кон-
троль.

8.	ПРОМЫВАНИЕ КРАХМАЛА

В крахмальном молоке после рафинирования еще содержится
небольшое количество растворимых веществ клеточного сока,
остатки тонкой мезги и другие загрязнения. Для получения крах-
мала высокого качества необходимо удалить почти все примеси.
С этой целью производится промывание крахмала.

Простейшим и безотказно действующим аппаратом для промы-
вания крахмала является р а з м ы в н ой чан (рис. 33). Обычно



он изготовляется из кирпи-
ча, изнутри и снаружи по-
крытого тщательно загла-
женным слоем цемента вы-
сокого качества. Вмести-
мость чанов 7—15 м3. Вы-
сота внутренней части не
должна быть более 1,5 м.
Дно чана имеет уклон в сто-
рону спускного отверстия.

снабженного
задвижкой,

специальной
позволяющей

Рис. 33. Размывной чан.

снимать грязевой слой, осев-

ший над чистым крахмалом. У этого отверстия в полу имеются
две бетонные канавки. По одной из них через трубу сифона 5
спускается промывная вода после отстаивания крахмала. По дру-
гой канавке 6 после отстаивания спускают верхний слой крахма-
ла с примесями (грязевой слой) через отверстия / винтовой за-
движки 4. Величину и высоту отверстия можно изменять, подни-
мая и опуская шибер 2 с помощью винта и маховичка 3.

Грязевой слой, имеющий цвет, резко отличный от совершенно
белого цвета чистого крахмала, осторожно полностью смывают с
крахмала минимальным количеством воды и направляют в под-
земный сборник. Затем на крахмал наливают чистую воду и, осто-
рожно опуская лопасти работающей мешалки, взмучивают его.

Размывные чаны наполняют крахмальным молоком концентра-
цией около 18° СА, но не полностью, чтобы оно не переливалось
через край во время работы мешалки. После тщательного переме-
шивания поднимают лопасти мешалки и дают крахмалу осесть, на
что требуется 7—8 ч. Затем спускают промывную воду, смывают
грязевой слой, подают в чан чистую воду и вновь разводят крах-
мал до получения крахмального молока и повторяют процессы от-
стаивания и смывания грязевого слоя. Такое двукратное промыва-
ние позволяет получать сырой крахмал хорошего качества. Иног
да применяют и трехкратное промывание, гарантирующее высокое
качество крахмала.

Чистый крахмал вновь разводят водой до получения густогс
крахмального молока (концентрацией 35° СА и выше) и подают i

склад или на обезвоживающие
центрифуги.

Преимущества промывных ча-
нов: простота устройства, деше-
визна и надежность действия при
хорошем уходе. Недостатки их:
периодичность работы и малая
производительность при большой
занимаемой производственной
площади, получение грязевого
слоя, требующего дополнитель-
ной обработки (задержка крах-
мала в ловушках отстойного
типа).

В настоящее время на многих
заводах в СССР и за рубежом
промывание крахмала произво-
дится на гидроциклонах,
представляющих собой батарею
микрогидроциклонов. Принцип
действия этих аппаратов (рис. 34)
очень прост. Элементы микрогид-
роциклона состоят из двух ча-
стей: цилиндрической 3 и кониче-
ской 2. Разделяемая суспензия
через сопло 5 вводится тангенци-

ально в цилиндрическую часть

гидроциклопа под давлением 0,35—0,40 МПа, где начинает вра-
щаться под действием развиваемой центробежной силы. При этом
крахмальная суспензия разделяется. Основная часть твердой фазы
постепенно продвигается к вершине конуса, откуда крахмальные
зерна в виде сгущенного молока выводятся через отверстие 1
(сгущенный сход). Жидкий сход (часть воды, мезга и самые мел-
кие крахмальные зерна) сосредоточивается около воздушного
столба оси вращения и выводится через насадку и отверстие 4
в центре цилиндрической части (крышки) гидроциклона.

Габаритные размеры микрогидроциклонов зависят от размеров
частиц разделяемой суспензии.

В картофелекрахмальном производстве обычно применяют мик
рогидроциклоны с внутренним диаметром цилиндрической части
20, иногда 30 мм. Высота конуса при диаметре цилиндрической ча-
сти 20 мм равна 92 мм, угол конуса —около 12°. Входное сопло у
микрогидроциклонов для станций СГ-4М1 и СГ-5 делают круглым
диаметром 3,3 мм. В верхние и нижние отверстия мнкрогидроцик-
лонов вставляют насадки (дюзы) с калиброванными отверстиями,
диаметр которых зависит от назначения гидроциклонов и качества
крахмального молока.

Дюзы жидкого схода обычно имеют диаметр 6 мм, сгущенно-
го— 3—4 мм.

Обработка крахмального молока на гидроциклонах произво-
дится последовательно 3—4 раза. Сгущенный сход после первой
обработки разбавляют и направляют на вторую обработку, после
второй обработки разбавляют чистой водой и направляют на тре-
тью. После 3—4-кратной обработки в сгущенном сходе почти не
остается ни взвешенных, ни растворимых примесей к крахмалу.

Жидкий сход после третьей обработки в гидроциклоиах направ-
ляют на разбавление сгущенного схода после первой обработки
перед поступлением на вторую.

Жидкие сходы после первой и второй обработки объединяют в
сборнике, откуда подают в осадительные центрифуги, специаль-
ные гидроциклоны или другие аппараты для отмывания мелких
зерен крахмала.

Образующийся осадок обрабатывают отдельно и получают
крахмал низших сортов, который может быть использован, напри-
мер, для производства патоки *.

Осадок можно также подвергнуть дополнительной обработке на
ситах и центрифугах с возвратом полученного очищенного крахма-
ла на основную технологическую линию. Однако при этом способе
качество вырабатываемого крахмала может ухудшиться.

Фактор разделения при обработке на гидроциклонах значитель-
но выше, чем при обработке в осадительных центрифугах.

В связи с небольшими размерами входных и выходных отвер-
стий, которые не должны засоряться во время работы, крахмаль-
ное молоко, поступающее в гидроциклоны, тщательно рафинируют.
В нем не должно содержаться никаких примесей размером более
0,5 мм по наибольшему диаметру. Перед гидроциклонами устанав-
ливают не менее двух работающих попеременно контрольных
фильтров с плетеной сеткой, имеющей отверстия размером 1X
Х1 мм. Кроме того, отдельный фильтр предусматривают для по-
ступающей воды.

Производительность одного микрогидроциклона указанных ра-
нее размеров сравнительно невелика — около 0,5 м3 крахмального
молока концентрацией 6—7°Сд в час. Поэтому применяют муль-
тициклоны— батареи гидроциклонов, включающих большое
количество параллельно работающих микрогидроциклонов.

Основная деталь мультициклона — коллектор, состоящий из
двух массивных плит, скрепленных анкерными болтами. В плитах
имеются совпадающие отверстия, в которые вставляют микрогид-
роциклоны, плотно закрепляя их специальными гайками. Пакет,

* Так работают некоторые заводы в ПНР.
вставленный в корпус мультициклона, крепится специальными
винтами. Крахмальная суспензия под давлением поступает в кол-
лектор, проходит между плитами и попадает внутрь мякрогидро-
циклонов через входные сопла в их цилиндрической части. После
разделения сгущенный сход выходит с одной стороны помещенного
в цилиндрический корпус коллектора, а жидкий — через цент-
ральные отверстия в микрогидроциклонах с другой стороны.

Таким образом, под давлением находится лишь внутренняя
часть коллектора (между плитами), куда и поступает крахмаль-
ное молоко.

Рис. 35. Станция гидродиклопов марки СГ-4М1.

В настоящее время ВНИИ крахмалопродуктов разработал и
внедрил в производство станции гидроциклонов СГ-4М1 (произ-
водительностью 100 т/сут картофеля) и СГ-5 (на 200 т/сут кар-
тофеля) .

На рис. 35 изображена схема станции гидроциклонов СГ-4М1.
Насос 1 через фильтр 2 подает исходную крахмальную суспензию
на песковый гидроциклон 3 марки ГП-100. Очищенная от песка
крахмальная суспензия насосом подается на первый гядроциклон
4, откуда сгущенный сход насосом подается на второй гидроцик-
лон, затем на третий, из которого по трубе 6 выходит очищенная
крахмальная суспензия. Вода через фильтр 7 подается на сгу-
щенный сход со второго гидроциклона, разбавляя его перед по-
ступлением в третий гидроциклом. Жидкий сход с третьего гидро-
циклона подается по трубе 5 на разбавление сгущенного схода с
первого гидроциклона перед поступлением его на второй (прин-
цип противотока). Жидкий сход с первого и второго гндроцикло-
на собирается в камере 8 и направляется в осадительную цент-
рифугу для сгущения.

Устройство гидроциклона ГП-100 для отделения песка видно
на рис. 36. Исходный продукт тангенциально поступает в цилинд-
рическую часть гидроциклона 1, где отделяется, переходя в конус-
из крахмальной суспензии в
увлекаются водой в большой

Рис. 36. Схема гидроциклона
марки ГП-100 для выделения
песка.

ную часть, песок с крахмалом. К большому гидроциклону внизу
присоединен небольшой дплиидроконический циклон 2, куда по
касательной непрерывно подводится небольшое количество воды.
Песок, имеющий большую относительную плотность, спускается
пескосборник 3, а зерна крахмала
гидроциклон, где очищенная крах-
мальная суспензия выходит через
центральное отверстие в цилинд-
рической части /.

Вся станция скомпонована на
раме и имеет площадку для об-
служивания. Производительность
станции по крахмальному молоку
концентрацией 6—8°Сд 24 м3/ч;
установочная мощность 52 кВт;
концентрация конечного продук-
. та 37—38° Сд.

Гидроциклопы хорошо рабо-
тают при условии тщательного
рафинирования поступающего
крахмального молока и постоян-
ного (без колебаний) давления
крахмального молока перед вхо-
дом в каждый мультициклон.

При остановке станции гидро-
циклонов на длительный срок
всю систему гидроциклонов осво-
бождают от крахмального моло-
ка. Герметичность системы гидро-
циклонной установки создает хо-
рошие санитарно-гигиенические
условия работы. Остановка, пуск
и регулирование установки гидро-
циклонов осуществляются до-
вольно просто. Для удобства экс-
плуатации необходимо иметь за-

пасные коллекторы к каждому гидроциклону. Тогда в случае
забивки сопел у значительного количества микрогидроциклонов
можно в течение нескольких минут заменить коллектор запасным
и, не задерживая работы завода, приступить к очистке и промы-
ванию забитых отверстий микрогидроциклонов в вынутом коллек-
торе

При хорошем регулировании станция гидроциклонов может
обеспечить высокое качество получаемого крахмала при неболь-
шом удельном расходе электроэнергии и непрерывности процесса.
Гидроциклоны занимают небольшую производственную площадь,
и технологический процесс промывания крахмала протекает в них
быстро. Эксплуатационные расходы на обслуживание гидроцикло-
нов, включающие и стоимость электроэнергии, ремонта и замены
деталей, невысоки. При обработке жидкого схода после первого
и второго гидроциклопа на осадительной центрифуге ZW-02 со-
держание крахмала в промывной воде не превышает 0,2—0,3 г/л,
а количество мезги после третьего гидроциклона, по данным
А. И. Мухановой, составляет 0,05% в пересчете на сухое вещество
рафинированного крахмального молока.

Сгущенный сход с осадительной центрифуги ZW-02 подают на
первое рафипировальное сито, а жидкий сход с добавлением диок-
сида серы может быть использован для промывания крупной мез-
ги.

9.	ПЕРЕРАБОТКА ЛОВУШЕЧНОГО КРАХМАЛА

При промывании крахмала в размывных чанах количество ло-
вушечного крахмала составляет не менее 10% от всего посту-
пающего на промывание абсолютно сухого крахмала. Поэтому не-
обходима специально разработанная технология для очистки та-
кого крахмала.

В ловушечный крахмал переходят наиболее мелкие зерна крах-
мала и их части, и поэтому из такого крахмала трудно получить
сухой крахмал высших сортов. В зависимости от дальнейшего ис-
пользования выбирают и схему обработки ловушечного крахмала
Если основная масса крахмала предназначена для выработки сухо
го крахмала сорта «экстра», выгоднее (чтобы не снижать выхода
высших сортов) переработать ловушечный крахмал отдельно
В этом случае из него может быть получено сырье для производ-
ства патоки или какого-либо модифицированного крахмала, для
выработки которого не требуется сырье высокого качества.

Если же весь сырой крахмал идет для производства обычного
сухого крахмала или патоки, можно, обработав ловушечный крах-
мал, возвратить его на основную линию и выпускать весь крахмал
одним сортом.

Обычно ловушечный крахмал обрабатывают следующим спо-
собом: ловушечное крахмальное молоко концентрацией около 9° С,-
рафинируют на сотрясательных ситах с катарактами, обтянутымг
капроновой сеткой номером не ниже 49 (лучше 55). Далее рафи
пированное молоко направляют в размывные чаны для отстаива
ния, где получают крахмал II сорта. Отходы от выработки лову
шечного молока спускают в ловушки, а отделенную на ситах мел
кую мезгу (в 1 л которой должно быть не более 3 г свободной
крахмала) направляют в общий сборник мезги.

При выработке сырого крахмала одного сорта ловушечное мо
локо обрабатывают на сите с капроновой сеткой № 55 и затем при
соединяют к основному молоку, поступающему на первое рафини
рование.

С соковыми и промывными водами в ловушки уходит абсолют
но сухого крахмала примерно 1—5% от общего его выхода. Унос
крахмала в ловушки зависит от технологической схемы завода, е«
аппаратурного оформления и качества обслуживания.

к
Ловушки крахмала размещают возле заводских зданий, углуб-
ляя их в землю на 1,5—2,0 м. Они представляют собой резервуа-
ры прямоугольной формы, сделанные из кирпича на цементном
растворе или из толстых деревянных досок, собранных в шпунт.
Ловушки огораживают перилами. Вместимость ловушек должна
быть не менее 3 м3 на 1 т перерабатываемого картофеля в сутки.

Необходимо, чтобы соковые и промывные воды поступали и
обрабатывались в раздельных ловушках. Ловушки располагают
так, чтобы любую из них можно было выключить для откачивания
воды и чистки (в случае переполнения крахмалом). Вода в ло-
вушках должна двигаться равномерно по всей ширине с постоян-
ной скоростью. Поэтому нельзя спускать воду одновременно из
нескольких размывных чаиов.

Потери свободного крахмала в воде после ловушек при хоро-
шей работе не должны превышать 0,1 г на 1 л.

Состав ловушечного крахмала сильно колеблется и зависит
главным образом от качества рафинирования и промывания крах-
мала, а также от продолжительности хранения в ловушках.

При длительном нахождении крахмала в ловушках, особенно
в теплое время года, в них развивается кислое и слизистое бро-
жение, повышается кислотность ловушечного крахмала, зерна его
склеиваются в конгломераты. Такой крахмал плохо рафинируется
на ситах и плохо оседает при промывании.

Лучше обрабатывать ловушечный крахмал параллельно с пе-
реработкой картофеля. Для этого на заводе необходимо иметь спе-
циальные рафинировальные сита. В таком случае более выгодно
предварительно перед подземными ловушками пропускать все со-
ковые и промывные воды через лотковые ловушки глубиной 0,4 м,
длиной 25 м и шириной 1 м. Таких ловушек для параллельной ра-
боты устанавливается 4—5, чтобы их можно было поочередно вы-
ключать для выгрузки крахмала. При этом в наружные (подзем-
ные) ловушки попадает уже значительно меньше крахмала.
Крахмал из лотковых ловушек может быть объединен для обра-
ботки с ловушечным крахмалом, что позволяет получить дополни-
тельное количество крахмала II сорта.

Крахмал из подземных ловушек, как правило, сильно загрязнен
очень мелкими волокнами клетчатки, хлопьями свернувшегося бел-
ка и другими примесями. Его обрабатывают или в конце сезона
или во время остановок всего оборудования для профилактичес-
кого ремонта таким же способом, как и ловушечный. В ловушках
вновь оседают примеси к крахмалу и небольшое количество очень
мелких крахмальных зерен. Пз такого осадка выделить крахмал
обычными методами (рафинированием молока, осаждением и др.)
практически невозможно, и его считают отходом производства.
Содержание в нем крахмала должно составлять не более 1% об-
щего выхода крахмала.

Ловушечное хозяйство завода содержат в чистоте, не допуская
развития вредной микрофлоры. После чистки ловушки тщательно
промывают и белят раствором хлорной извести.
10.	КАЧЕСТВО. ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ СЫРОГО КРАХМАЛА

Качество сырого картофельного крахмала должно соответство-
вать требованиям отраслевого стандарта ОСТ-18-158-74. В соот-
ветствии с этим стандартом различают две марки сырого крахма-
ла по содержанию в нем влаги: А (38—40%) и Б (50—52%). Кро-
ме того, по качеству крахмал каждой марки подразделяют на три
сорта. I, 11 и III (табл. 15). Крахмал I и II сорта должен иметь
однородный белый цвет и запах, свойственный крахмалу (не до-
пускается наличие постороннего запаха). Крахмал III сорта может
быть сероватым, без прожилок и вкраплений. В нем допускается
слабо-кислый, но незатхлый запах. Остальные показатели качест-
ва приведены в табл. 15.

Таблица 15. Характеристика сьфого картофельного крахмала по маркам и
сортам

Показатели	Марка А			Марка Б		
			"			
Влажность, %, не более	40	40	40	52	52	52  Зольность общая в пересчете на сухие ве- 0,35	0,55	0,75	0,35	0,55	0,75  щества крахмала, %, не более  Кислотность в пересчете на 100 г сухих 12	25	40	25	35	45						

0,25

0,20

0,50

чете на сухие вещества крахмала,
более

веществ крахмала при индикаторе фенол-
фталеине, мл 0,1 п. раствора NaOH, не
более

Содержание мезги (некрахмала) в псрес- 0,12



Вследствие высокой влажности (38—52%) сырой картофель-
ный крахмал является полуфабрикатом, и его перерабатывают,
получая такие виды готовой продукции, как сухой крахмал, бес-
кислотные декстрины, модифицированные крахмалы, крахмальное
саго, различные патоки, глюкоза.

Для получения высококачественной готовой продукции хоро-
шее качество сырья (сырого картофеля) имеет очень большое, а
иногда и решающее значение. Белый цвет крахмала важен при
применении его как вспомогательного материала в текстильной,
бумажной, полиграфической, пищевой и друшх отраслях промыш-
ленности. Большое значение для многих производств имеет вяз-
кость крахмального клейстера, получаемого при нагревании смеси
крахмала с водой. Особенностью картофельного крахмала, отли-
чающей его от многих других крахмалов (например, получаемых
из зерна кукурузы, пшеницы и др.), является высокая начальная
вязкость крахмального клейстера. Однако при неправильном ве-
дении технологического процесса вязкость такого клейстера может
сильно уменьшиться. Главное влияние на это оказывают длитель-
ное пребывание крахмальных зерен в воде, содержащей значитель-
ную концентрацию клеточного сока, наличие растворенных солей
кальция и магния (жесткость воды) и некоторые другие факторы.
Сырой крахмал сохраняется плохо из-за высокого содержания
влаги. Поэтому сразу после выработки целесообразно обезвожи-
вать его (на центрифугах), а затем или немедленно высушить или
перерабатывать для получения других видов готовой продукции-

Однако да практике известное количество сырого картофель-
ного крахмала приходится хранить в течение более или менее дли-
тельного периода. Для этого следует делать наливные склады или
склады с утрамбовкой и заливкой водой.

Один из наиболее надежных способов хранения сырого крах-
мала — замораживаниеего слоями толщиной 200—250 мм
с предварительной утрамбовкой. После наполнения склада поверх-
ность крахмала покрывают слоем теплоизоляционных материалов.

Хорошо сохраняется крахмал в подвальных складах, где его
утрамбовывают и периодически увлажняют с поверхности.

По данным Т. А. Бушуевой, производившей в течение трех ме-
сяцев наблюдения за крахмалом, хранившимся под водой и в
утрамбованном виде на Климовском заводе (Брянская область),
качество крахмала изменяется (табл. 16).

Таблица 16. Изменение качества крахмала в процессе хранения

Показатели	Перед за- кладкой иа храпе-	Через три месяца хранения				
		слои под водой			слой в уграмбиваином виде	
		верх-	средний		верхний	ниж- ний

Влажность, %	46,8	59,4	51,0	50,8	21,0	29,0	34,7
Кислотность, мл	36,6	236,2	252.0	308,0	12,7	14,8	16,8
Содержание растворимым веществ, %	: 0,223	2,88	2,26	3,33	0,57	0,46	0,48
рн	7	3	2	2	8	7	7
Цвет  Внешний вид  Запах	Белый  Сметано- образный Кисло-		Белый	Серо-	Серый  желтый  Плотная масса  Кислый	Затхлый				



Как видно, при хранении крахмала под водой влажность его
в верхнем слое увеличивается, кислотность резко повышается, что
свидетельствует об интенсивных микробиологических процессах,
происходящих во всей толще сырого крахмала под водой- Запах
крахмала во всех слоях становится кислым; происходит значитель-
ное нарастание растворимых веществ за счет уменьшения сухих
веществ крахмала. Потери крахмала при хранении его под водой
88
значительно больше, чем при хранении в утрамбованном виде
В последнем случае влажность сырого крахмала, особенно в верх
них слоях, значительно уменьшается, как и кислотность его. Ко-
личество растворимых веществ увеличивается значительно меньше
чем при хранении иод водой. Но крахмал все равно портится, с
чем свидетельствует затхлый запах.

Сотрудники Всесоюзного научно-исследовательского института
по производству продуктов питания из картофеля (Минск) прове-
ли производственные опыты по хранению сырого центрифугиро-
ванного крахмала с применением сернистой кислоты. Последнюю
подавали в сборники крахмального молока после промывания из
расчета получения pH 5,6, что соответствует содержанию 110 мг
SO2 на 1 кг сухого крахмала в крахмальном молоке. Крахмал хо-
рошо хранился: из основной выработки — в течение пяти месяцев,
ловушечпый в течение трех месяцев.

Таким образом, только при хранении сырого крахмала в замо-
роженном виде его качество сохраняется полностью. Во всех
остальных случаях он становится нестандартным и наблюдаются
большие потери сухого вещества.

При закладке на хранение нельзя смешивать разносортный
крахмал.

Незамороженный сырой крахмал по возможности следует хра-
нить при более низких температурах (например, в подземных скла-
'дах) и в течение короткого времени во избежание значительных
потерь. Во всех случаях его поверхность должна быть закрыта.

При хранении сырого крахмала его качество контролируют каж-
дую декаду, проверяют температуру в верхнем, среднем и нижнем
слоях (в разных местах) и в пробах определяют кислотность. При
обнаружении нагревания сырой крахмал поливают холодной во-
дой. Полезно добавление в воду сернистой кислоты. Если приня-
тые меры не устраняют нагревания, то надо срочно направить
крахмал на переработку.

Склады для сырого- крахмала должны быть водонепроницаемы-
ми Необходимо содержать их в абсолютной чистоте и перед за-
кладкой крахмала провести тщательную дезинфекцию.

При расчетах вместимости наливных складов принимают мас-
су 1 м3 крахмала I сорта равной 1250 кг, вместимость насыпных
складов при свободной насыпке сырого крахмала 900 кг, при хра-
нении в замороженных глыбах 700 кг.

Транспортируют сырой крахмал железнодорожным, водным и
автомобильным транспортом.

По железной дороге на расстояние до 100 км сырой крахмал
перевозят насыпью в крытых вагонах или в контейнерах, а на рас-
стояние более 100 км — в мешках IV—V категорий в крытых ва-
гонах. На баржах сырой картофельный крахмал перевозят нава-
лом или в мешках IV—V категорий. Полы и стены крытых вагонов
и барж для перевозки сырого крахмала насыпью должны быть
водонепроницаемыми. Стены на высоту груза выстилают бумагой,
мешковиной или рогожами.
При использовании автотранспорта крахмал перевозят навалом
(с обкладкой кузова мешковиной), в мешках IV—V категорий или
в специальных разборных контейнерах с механизированной по-
грузкой и выгрузкой в автомашины.

Во всех видах транспорта не должно быть запаха нефти, бензи-
на и др., так как крахмал очень легко поглощает запахи, что мо-
жет привести к его порче.

М. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ, ПРОИЗВОДСТВО КОРМОВ
И ОЧИСТКА сточных вод

С точки зрения использования сухого вещества существующая технология
картофельного крахмала несовершенна. Кроме крахмала (85—90% от содер
жания его в картофеле), получается только отход—картофельная мезга, обыч-
но содержащая 94—96% влаги. Такие ценные составные части картофеля, как
белок, растворимые углеводы, минеральные вещества, теряются, переходят
в сточные воды, загрязняя естественные водоемы (средние данные приведены
в табл. 17). В виде готовой продукции получают только крахмал — до 64%

Таблица 17. Содержание сухих веществ'в картофеле, продуктах, получаемых
из него, и отходах (в %)

Составная часть картофеля	Карго-	Крахмал	Мезга	С™"*п
Крахмал	18,50	15,82	2,30	0,38
Клетчатка	1,15	.—.	1,15	
Растворимые углеводы	1,Ю	—	0,13	0,97
Азотистые вещества	2 00	—	0,24	1,76
Жиры	0,15	—	0,02	0,13
Минеральные вещества	1,00	0,09	0,24	0,67
Прочие вещества	1 10	0,02	0,41	0,67
Итого:	25,00	15,93	4,49	4,58
	100,0%	63,7%	18,0%	18.3%

массы сухих веществ картофеля, остальные сухие вещества попадают в отходы,
причем половина их теряется со сточной водой. В мезгу переходит крахмал
в связанном (в нсразорванных клетках) и свободном состянии Количество
крахмала в мезге зависит от качества измельчения картофеля и степени отмы-
вания свободного крахмала на ситах (обычно в мезге свободного крахмала не
больше 3—4% в пересчете на сухое вещество мезги). Связанного крахмала
в мезге бывает от 40 до 60% массы сухого вещества мезги Всего в мезгу
переходит сухих веществ от 3 до 6% массы перерабатываемого картофеля.

В настоящее время мезга в сыром и силосованном виде широко исполь-
зуется в качестве корма для животных. Ио она является углеводным кормом,
и ее следует скармливать в смеси с другими необходимыми для животных
кормами, богатыми белками и жиром

Мезга содержит много влаги. Ее механически обезвоживают и высуши-
вают, например, в барабанных сушилках отходящими топочными газами до
влажности 7—15 % При частичном (механическом) обезвоживании на прессах
повышается транспортабельность мезги и при последующем силосовании зна-
чительно увеличивается ее кормовая ценность. Состав прессованной и силосо-
ванной мезги (по данным Дудаш, ЧССР) приведен в табл. 18
Таблица 18. Состав прессованном и силосованной мезги (в %)

Прессованная	65	2	о,1	28,6	3,5	0,8
Силосованная	50	3,1	0,4	36,0	9.4	1.1

В табл 19 приведены результаты анализов

чистой силосованной мезги и

мезги с добавлением белкового шлама, полученного тепловой коагуляцией из
соковой зоды Перед силосованием мезгу с белковым шламом следует хорошо
перемешать и утрамбовать для удаления воздуха

Таблица 19 Влияние добавления белкового шлама на состав силоса
из мезги

Молочная
кислота.

Оценка
корма.

С добавле-
нием
шлама

Без добав-
ления
шлама

19,05	1,9—9,97 1,76—9,24 0.52—2,73

22,51	1,46—6,5 2,45—10,1	0,7—3,13

1,06

0,94

50

52,5

В период хранения силос предохраняют от доступа воздуха, закрывая его мяки-
ной и засыпая землей

Мезгу можно направлять па повторную переработку весной, после окон-
чания сезона переработки картофеля и для выработки спирта, что практи-
куется при комбинированном способе производства крахмала и спирта
Вследствие недостаточного содержания в мезге некоторых органических и мине-
ральных веществ ее перерабатывают па спирт с добавлением зерна, дефсктвого
картофеля и других продуктов, что обеспечивает нормальное проведение брожс-

ния и полную загрузку аппаратуры спиртового завода.

Высушенная, размолотая и просеянная сквозь сито с отнерстиями разме-
ром 0,1 > 0,1 мм мезга содержит 75—76% крахмвла и может быть использована
для выработки мальтозной патоки, декстринового клея и других продуктов

Жидкий сход с осадительных центрифуг, отделяющих основную часть
жидкости при обезвоживании крахмального молока, получаемого с сит при

промывании мезги, называется

В зависимости от схемы

технологического процесса и работы ситовой станции содержание сухих веществ
в соковой воде составляет 0,6 1% ц более. По данным Т. Л. Лебедевой
соковая вода имеет следующий состав:

Крахмал

Белок (N х 6,25)

Клетчатка

Глюкоза

Прочие вещества

мае. % no CD

6,62

32,77

0,18
6,92
16,35
37,16
По данным О. Зааре, сухое вещество соковой воды состоит из следующих
частей-

Белок

Азотистые вещества (небелковый азот)

Углеводы

Прочие вещества

28

38

12

Состав соковой воды может сильно изменяться в зависимости от сорта
и состояния перерабатываемого картофеля (свежеубранный, лежалый, мороже-
ный, гнилой).

Многие картофелекрахмальные заводы не используют сухие вещества
соковой воды, спуская ее после самой примитивной очистки в отстойниках
в естественные водоемы. Полная очистка сточных вод — дорогостоящая опера-
ция, требующая больших капиталовложений и крупных строительно-монтажных
работ. Поэтому рациональное использование сухих веществ соковой воды пред-
ставляет собой важную народнохозяйственную проблему.

В 1 м8 соковой воды содержится 0,54 кг К2О и 0,09 кг фосфорной кис-
лоты. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института крахмало-
продуктов, в соковую воду переходит около 77,8% азотистых н 63,3% мине-
ральных веществ, находящихся в картофеле. В клеточном соке картофеля
содержится 48—50% белкового азота в растворимой форме в виде таких высо-
кокачественных белков, как альбумин, глобулин, туберин и следы пептонов
Такое соотношение питательных веществ в соковой воде позволяет применять
ее в качестве удобрения для картофеля, овощей и большинства технических
культур По содержанию питательных веществ 100 м® соковой воды равны
1,71 ц сульфата аммонии, 0,5 ц суперфосфата и 1 ц хлористого калия
(см. также табл. 20).

Таблица 20. Содержание азота, фосфорной кислоты и окиси калия
в соковой воде и навозе (в кг)

	Удобрение	|	Азот	Фосфорная кислота	Окись калия
Соковая вода—	1000 м3	350	90	500
Навоз среднего	качества — 40 т	200	80	240

По данным Н Н Соколова, сравнительно небольшой картофелекрахмаль-
ный завод, перерабатывающий 5000 т картофеля в год, ежегодно сбрасывает
с соковой водой 12 т азота, 17,5 т калия, 3,2 т фосфорной кислоты, что экви-
валентно 60 т сульфата аммония, 35 т хлористого калия, 20 т суперфосфата.
Это количество удобрительных веществ достаточно - для посевной площади под
картофель: по азоту и калию на 300 га и по суперфосфату на 55 га.

Как показали испытания на супесчаной и суглинистой почвах, оптималь-
ная норма полива соковой водой под картофель равна 500 м3 на 1 га, а под
овес — 300 м8 на 1 га При этом урожайность картофеля сорта Остботе увели-
чилась со 178 до 341,5 ц/ia Однако в условиях каждого хозяйства поливные

быть уточнены производственными опытами (с должным

нормы должны
контролем).

При наличии концентрированного клеточного сока, выделяемого из кашки
с помощью центрифуг, перспективна тепловая коагуляция части белка с отде-
лением его от жидкой фазы.

По данным Э. Г. Васильевой (МТИПП), при нагревании клеточного сока
паром через барботер до температуры 100° С (давление пара 0,2 МПа) можно
скоагулировать до 40% белка от массы общего азота, содержащегося в выде-
ленном клеточном соке. Влажность скоагулированного под действием тепла
осадка белка 88—96%. Ес можно уменьшить обработкой шлама на ситах
(до 90%) и прессованием (до 78%).
Отделенную от части белка соковую воду целесообразно также использо
вать для удобрительного полива или спускать в пруды Это было бы наиболее
рациональным решением вопроса о сточных водах картофелекрахмальной про
мышлеппостм, так как отпала бы необходимость организации их очистки
В то же время можно было бы дополнительно получать значительные количе-
ства высокоценного белкового корма для нужд животноводства.

По данным Треттина (ЧССР), при кормлении таким белком у коров улуч.
пгастся аппетит и наблюдается увеличение удоя па 10—30%.

В Японии и Румынии клеточный сок нагревают до температуры ПО-
115° С, что обеспечивает коагуляцию основной части белковых веществ этогс
продукта. Смесь жидкости с выделенным белком направляют в отсгойники
где декантируют, отделяя жидкость от осадка. Осевший белок отфильтровы.
лают, объединяют фильтрат с дскантатом и смесь уваривают па выпарке под
разрежением до содержания сухих веществ 50% Полученный продукт приме,
ииют для получения некоторых медицинских препаратов Осадок белка смеши,
вают с отпрессованной мезгой, высушивают и получают ценный белковый корм

Гошпсс и Дудаш рекомендуют выпускать на заводах, перерабатывающих
до 60 т картофеля в сутки, жидкий корм в виде смеси прессованной мезги
н скоагулированного клеточного сока, выделенного на осадительных центри-
фугах из кашки после терок В этом случае можно добиться использования
до 95% сухого вещества картофеля.

На заводах большой мощности можно производить термическую коагуля-
цию белка в соковой воде и после спуска частично очищенной соковой воды на
поля орошения смешивать белковый шлам с прессованной мезгой, получая
ценный сырой корм.

На заводах, перерабатывающих более 200 т картофеля в сутки, необхо-
димо организовать выпуск сухих концентрированных кормов по примеру куку-
рузопсрерабатывающих комбинатов.

На заводе Майпена (ФРГ) из кашки после терки на осадителытых центри-
фугах отделяют до 45% (к массе кашки) клеточного сока с содержанием 5,5%
сухого вещества Такой сок упаривают в выпарных аппаратах под вакуумом
и высушивают до влажности 8%. Мезгу отпрессовывают и сушат до влаж-
ности 10%. Смесь сухого белка н сухой мезги в соотношении 1 :1 дает концент-
рированный корм, содержащий около 20% протеива Из 1 т картофеля полу-
чается 54 кг такого корма при расходе на 1 кг его 10 кг пара

В Нидерландах соковую воду концентрируют выпарнванием под вакуумом
до 30° Са и потом высушивают на распылительной сушилке до влажности 10%.
Отжатую на прессах мезгу также высушивают и смешивают с сухим каеточным

соком в таком соотношении, чтобы получился сухой
протеина 20%.

корм с содержанием

Можно также подвергнуть соковую воду тепловой коагуляции, отделить
белковый шлам и фильтрат выпарить

Смешивание прессованной мезги, отцеженного шлама и упаренного клеточ-
ного сока даст ценный корм, реализуемый в сыром виде. В этом случае наи-
более дорогого вида обработки — высушивай ня—ие требуется.

Возможны и другие варианты отделения цепных веществ и обработки
отходов картофслскрахмвльного производства. При выборе соотнесет®уюгцего
способа нужно в первую очередь исходить из народнохозяйственных интересов,
помня о недопустимости сброса неочищенных сточных вод в естественные
водоемы и о возможности использования ценных составных частей (в особен-
ности белка) для нужд животноводства и орошения полей Необходимо также
предусматривать наименьшие затраты при сооружении и эксплуатации очист-
ных сооружений.

12.	ВОДОСНАБЖЕНИЕ КРАХМАЛЬНОГО ЗАВОДА

Вода имеет очень большое значение в картофелекрахмальном
производстве. Обычно принимают, что завод потребляет следую-
щее количество воды-
Операция

Гидравлическое транспортирование

Мойка картофеля

Измельчение

Ситование

Промывание крахмала

Прочие нужда __________________

Итого:

% к массе псрераба-
тъхаеисго картофеля

700

400
50—100
400—500

275

350

2175—2325

При использовании па гидроподаче осветленных моечной и гид-
ротранспортерной вод, а также частично соковой воды расход на
гидроподачу можно не считать, так как свежей воды для нее не
потребуется. Однако при этом необходимы устройства для очист-
ки грязной воды после мойки и i идроподачи в виде гидроциклонов
и отстойников.

При спуске моечной воды в естественные водоемы или при ис-
пользовании ее в гидротранспортере необходимо очистить воду от
взвешенных веществ. Обычно для этого имеется два параллельно
действующих отстойника, вырытых в земле на глубину 1 м с дном,
имеющим уклон 30 мм на I м против движения жидкости. Размеры
площади отстойников определяют из расчета скорости потока во-
ды в них не более 0,2 м/с. Периодически один из отстойников оста-
навливают и очищают от осадка. В таком случае при расчетах при-
нимают 15-кратный расход воды к массе перерабатываемого кар-
тофеля.

Большое, а иногда и решающее значение для качества крахма-
ла имеет качество употребляемой воды. Кроме того, что вода
должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к питье-
вой воде, она должна иметь и определенный химический состав.
Взвешенные в воде примеси (песок, ил) могут ухудшить цвет
крахмала, увеличить его зольность. При разжевывании такого
крахмала появляется хруст на зубах: он непригоден к употребле-
нию в пищу. Наличие в воде железистых солей придает крахмалу
грязно-желтый цвет, что отрицательно влияет на качество выраба-
тываемых из него патоки и сухого крахмала.

Содержащаяся в картофельном крахмале фосфорная кислота
(в виде амилофосфорного эфира) своими свободными валентностя-
ми придает крахмалу ионообменные свойства. При замещении этих
валентностей катионами щелочных металлов (К, Na) вязкость
крахмального клейстера получается очень высокой. При вытесне-
нии же катионов щелочных металлов катионами щелочноземель-
ных (Са, Mg) клейстер становится менее вязким и непрозрачным.
Поэтому для крахмального производства нужна мягкая вода с
минимальным содержанием солей кальция При отсутствии такой
воды необходимо иметь специальную станцию фильтрации и хими-
ческой очистки воды до максимальной жесткости не более 8 нем.
град (0,08 г СаО в 1 л воды). *

В нормальной воде, которая должна применяться для нужд
картофелекрахмального производства (кроме гидроподачи и мой-
ки картофеля, где не предъявляются такие высокие требования к
качеству воды), количество растворимых примесей не должно пре-
вышать следующих величии (в г/л):

Примесь

Сухой остаток

Окись кальция СаО
Окись магния MgO
Серная кислота S03
Углекислота С02

Хлор С12

Аммиак NH3

0,2—0,5

0,06

0,10

0,06
0

Примесь

Азотистая кислота N2O6

Алюминий и железо в виде

(AlA + FeA)

Органические вещества (окисляе-
мость в мл 0,1 н. раствора
КМпО4)

г/л
0

0,05

0.01

Если вода не удовлетворяет таким требованиям, то она должна
проходить соответствующую очистку.

Воду подают насосами в водонапорные баки, обычно распола-
гаемые на чердаке заводского корпуса. Вместимость баков должна
обеспечивать при остановке насосов работу завода в течение 30—
40 мин. Трубопроводы, питающие промывную и ситовую станции,
полезно присоединять на расстоянии 30—40 см выше дна баков
для предохранения крахмала от загрязнения осадками, образую-
щимися в сборниках. В гидравлический транспортер и мойку воду
часто подают насосом во отдельным трубопроводам, минуя водо-
напорные баки.

Загрязнение водоемов и других источников водоснабжения за-
вода сточными водами категорически воспрещается.

13.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КАРГОФЕЛЕКРАХМАЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Основой всякого производства служит его общая технологиче-
ская схема, устанавливающая характер и последовательность про-
ведения технологических операций. Неразрывно связано со схемой
ее аппаратурное оформление, т. е. конструкции и особенности ра-
боты применяемого в данной схеме оборудования.

Цель технологического процесса получения сырого картофель-
ного крахмала — в первую очередь выделение максимального ко-
личества крахмала высокого качества и затем по возможности пол-
ное рациональное использование других составных частей сухого
вещества картофеля.

В настоящее время разработано много технологических схем
картофелекрахмального производства (от простейших до очень
сложных — для крупных заводов), основанных на применении

* Градус жесткости соответствует содержанию солей жесткости (в пере-
счете на СаО) 10 мг в 1 л воды. 1 мг-экв жесткости равен содержанию
20,04 мг Са в 1 л воды Следовательно, 1®=0,356 мг-экв/л и 1 мг-экв/л =2,8®.
большого парка действующего и вновь сконструированного техно-
логического оборудования.

При выборе схем предпочтение отдается непрерывным, быстро
протекающим процессам. В то же время необходимо учитывать
удельный расход (па 1 т вырабатываемой продукции) энергии, во-
ды, пара и вспомогательных материалов. Важны и удобство экс-
плуатации оборудования, его стоимость (величина амортизации),
количество обслуживающего персонала п занимаемая всем обору-
дованием производственная площадь.

Технологические схемы строятся на основе использования про-
грессивных, хорошо проверенных на практике, экономичных ма-
шин с минимальным их количеством и наименьшим числом произ-
водственных операций. Много вреда в производстве дает пенообра-
зование: оборудование сильно загрязняется, понижается его про-
изводительность и создаются антисанитарные условия. Вывод в
самом начале производственного процесса большей части клеточ-
ного сока (при двукратном отделении лучше до 90%) обеспечива-
ет минимальное образование пены, так как вместе с соком будут
удалены в основном пенообразующие и ухудшающие качество крах-
мала вещества. Необходимо свести к минимуму также и перека-
чивание продуктов производства, избегать застоя в сборниках
большой вместимости и контакта с воздухом для предотвращения
окисления и образования микрофлоры.

Многие из существующих и широко применяемых на заводах
технологических схем далеко не отвечают рассмотренным выше
требованиям. Поэтому дальнейшее совершенствование технологии
картофельного крахмала, предусматривающее полное и рацио-
нальное использование всех сухих веществ картофеля с наиболь-
шим технико-экономическим эффектом, является серьезной проб-
лемой, требующей срочного решения.

По зарубежным данным, уже созданы схемы, где на I т карто-
феля затрачивается всего 3 м3 воды (за счет повторного использо-
вания возвратных производственных вод). Следовательно, вполне
реальной становится создание «бессточной» технологии картофель-
ного крахмала — по типу замкнутого процесса производства куку-
рузного крахмала.

Приводим несколько примеров технологических схем перера-
ботки картофеля и получения крахмала.

Схема с использованием барабанно-струйных сит и промыванием
крахмала в гмдроциклонах

Для заводов производительностью 100 т картофеля в сутки Все-
союзным научно-исследовательским институтом крахмалопродук-
тов предложена технологическая схема, предусматривающая при-
менение барабанно-струйных сит и гидроциклонов для промыва-
ния крахмала. Картофель, подаваемый гидротранспортером, посту-
пает при помощи шнека в комбинированную Сильную мойку. Вы-
мытые и освобожденные от камней и легких примесей клубни
56
взвешиваются на автоматических весах и попадают в первую тер-
ку (см. рис. 37). Кашку после измельчения разбавляют крахмаль-
ным молоком после промывания мелкой мезги до содержания су-
хих веществ 15%.

Рис. 37 Схема производства сырого картофельного крахмала с барабанно-
струйными ситами и гидроциклонами

Разбавленную кашку подают на первое барабанно-струйное си-
то, орошаемое чистой водой. Крахмальное молоко с этого сита
направляют в осадительную центрифугу для отделения соковой во-
4 Зак. 1951	97
ды, а кашку — на вторую терку для повторного измельчения. Из-
мельченную кашку дважды последовательно промывают на бара-
банно-струйных ситах и мезгу выводят из производства. Если мез-
гу прессуют, прессовая вода поступает на сита для промывания,
мелкой мезги. Крахмальное молоко с этих сит, как указывалось,
поступает на разбавление кашки после терки, а промытая мелкая
мезга также направляется на пресс для мезги.

Объединенное со всех барабанно-струйных сит крахмальное мо-
локо концентрацией 3,0—3,5° СА подают на осадительную центри-
фугу для отделения соковой воды, поступающей в ловушки. Кон-
центрированное молоко, разбавленное водой, дважды рафиниру-
ют, сначала на барабанно-струйном, а затем на сотрясательном си-
те, где отделяется мелкая мезга, содержащая до 35% свободного
крахмала. Ее промывают па пятикатарактном сотрясательном си-
те и выводят из производства.

Рафинированное крахмальное молоко направляют в специаль-
ные гидроциклоны для отделения песка и через фильтр — на пер-
вую батарею крахмальных гидроциклонов. Молоко, поступающее
на все ступени крахмальных гидроциклонов, должно содержать.
7% абсолютно сухого крахмала. При этом в сгущенном (нижнем)
сходе будет 36%, в жидком (верхнем) —около 1% абсолютно су-
хого крахмала. Концентрированное крахмальное молоко после
первой батареи крахмальных гидроциклонов разбавляют жидким
сходом с гидроциклонов третьей батареи, а после второй батареи —
чистой водой. Концентрированное крахмальное молоко (сгущен-
ный сход) после третьей ступени является чистым н как готовая
продукция выводится из производства (на склад пли на дальней-
шую переработку).

Жидкий сход с первой и второй батареи крахмальных гидро-
циклонов для осветления поступает на осадительную центрифугу.
Отделенное концентрированное крахмальное молоко обрабатыва-
ют на барабанно-струйном сите с тонкой капроновой сеткой и на-
правляют в первую батарею крахмальных гндроциклонов. Отде-
ленную на сите очень мелкую мезгу присоединяют к непромытой
мезге. Жидкий сход после осадительной центрифуги сбрасывают в
ловушки. Он должен содержать 0,2—0,3 г абсолютно сухого
крахмала на 1 л.

Технологические показатели схемы, по данным ВНИИ крахма-
лопродуктов, приводятся ниже:

Коэффициент измельчения картофеля (минимальный), %	88

Содержание свободного крахмала в крупной мезге, % по су- 3
хому веществу

Содержание абсолютно сухого крахмала в соковой и промыв- 0,2—ОД
ной воде, г/л

Количество мезги в молоке после гадрсциклонов, % к массе 0,15
абсолютно сухого крахмала
Преимущества рассмотренной схемы следующие:
непрерывность и полная механизация процессов;
непродолжительность процесса — не более 60 мин;
применение закрытой аппаратуры, что создает хорошие усло-
вия работы;

обеспечение хорошего выхода и высокого качества крахмала
при квалифицированном обслуживании.

Недостатки схемы следующие:

необходимость квалифицированного обслуживания всей аппа-
ратуры (особенно барабанно-струйных сит и мультигидроцикло-
нов);

необходимость следить за тем, чтобы не забивались сетки и от-
верстия гидроциклонов;

отсутствие выделения клеточного сока;

сравнительно большой возврат крахмала в жидких сходах с
первой и второй батареи гидроциклонов (концентрация сходов
1,8—2° Са и даже выше), который может достигать 25—30% всей
массы крахмала. Это ухудшает качество всего крахмала;

большой расход чистой воды, так как для промывания крупной
и мелкой мезги применяется только чистая вода. Соковая вода
частично используется только на гидротранспорт картофеля в
мойку.

Ниже, в разделе 14 для примера приводится продуктовый рас-
чет по этой схеме. В расчете дано несколько завышенное (18,5%)
содержание крахмала в картофеле, с тем чтобы при расчете аппа-
ратуры был обеспечен некоторый резерв.

Схема с оборотным водоснабжением

В 1971 г. сотрудниками кафедры технологии сахарного и крах-
мало-паточного производства МТИППа Н. Н. Трегубовым,
М. С. Жигаловым и Э. Г. Васильевой и сотрудником ВНИИКа
А. Е. Овчинниковым были проведены заводские испытания новой
технологической схемы с выделением клеточного сока, последова-
тельным возвратным использованием промывных вод, обработан-
ных диоксидом серы.

По этой схеме (см. схему IV) картофель гидротранспортером
подают в моечное отделение. Очищенный от посторонних приме-
сей, через автоматические весы он поступает на терку ZT-350.
Кашку после терки разбавляют небольшим количеством промыв-
ной воды и насосом подают на шнековые осадительные центрифу-
ги марок ОГШ-502К-4 и ОГШ-802К-5 для отделения клеточного
сока, который удаляется из схемы. Уплотненный осадок кашки по-
ступает на промывание крахмала. Вместо свежей воды па эту опе-
рацию подают промывную воду, предварительно обескрахмален-
ную и сульфитированную, и осуществляют ее на ситах БСК-100 и
ЦЛС-100.

4*	99
ат- Трапспо ода — ка;  -»Мойка к1  ВзвешИБ» тоиатнче  о  r Измельче  |  Выделе! ноге  	'Отмывай и Шмель  Выделен	IKjXyib	У сз  !	i  пирование	► д  гтофеля !	1  ртофеля	» (S'  нис ва ав- ких весах ! ние карто-  Г	1  ие клеточ- — о — сока	£  1	5  ие крахмала	  чеиие кашки-»- 		  1  1  е соковой
- Улавлива  ОСьскрах  П]КВ1ЫВН	оды  1  1-  ние крахмала  вушках  аливание ий воды *  Крахма

Мезга на промывание
После U ступени промывания кашку дополнительно измельча-
ют на терке ZT-350 (перетир). Промытая крупная мезга выводится
из производства, а крахмальное молоко поступает на осадитель-
ную центрифугу ZW-02 для отделения соковой воды. Сгущенное
здесь крахмальное молоко последовательно дважды рафинируют
на барабанно-струйных и сотрясательных ситах, одетых капроно-
вой сеткой. Соковую воду очищают от крахмала в ловушках и
направляют в картофелемойку.

Рафинированное крахмальное молоко поступает на станцию
гидроциклонов СГ-5, где крахмал отделяют от песка и промывают
чистой водой, поступающей на Ш и IV ступени деомывания. Чис-
тое крахмальное молоко направляют в сушильный цех.

Жидкие сходы с I и И ступеней промывания крахмала на СГ-5
поступают на центрифугу ZW-02 для обескрахмаливания. Полу-
ченную здесь промывную воду сульфитируют и направляют на
станцию отмывания крахмала из кашки, а сгущенное крахмаль-
ное молоко возвращают на II ступень рафинирования.

Отделенную на станции рафинирования мелкую мезгу дважды
последовательно промывают на сотрясательных катарактных ситах
чистой водой и выводят из производства. Крахмальное молоко
после промывания мелкой мезги возвращается на станцию отмы-
вания крахмала из кашки.

Схема предусматривает очистку в отстойниках и гидроциклонах
гидротранспортерно-моечных вод и оборотное их использование (с
добавлением в нужном количестве соковой воды).

Такая схема позволяет по меньшей мере в три раза уменьшить
расход свежей воды.

Схема с использованием дуговых сит и отделением
клеточного сока

На рис. 38 представлена схема производства сырого карто-
фельного крахмала, предусматривающая отделение клеточного
сока от измельченного на терке картофеля и применение дуговых
сит.

Картофель по гидротранспортеру 3 подается водой в прием-
ник 2 насоса 1, который направляет смесь воды и картофеля сна-
чала в камнеловушку 4, а затем в водоотделитель 28. Воду из
водоотделителя возвращают в приемник 2 насоса, а картофель по-
ступает в комбинированную мойку 27. Вымытый картофель элева-
тором 26 через автоматические весы 25 подают в бункер 24, уста-
новленный перед теркой 23. Слегка разбавленную после терки
кашку (добавляют 15—20% крахмального молока после промыва-
ния мелкой мезги с сита 7) направляют в центрифугу 22 с высо-
ким фактором разделения для отделения клеточного сока, который
выводят из схемы. Кашку после центрифуги разбавляют крахмаль-
ным молоком с сит 11 и дважды промывают на дуговых ситах 10
Рис. 38 Технологическая схема производства сырого картофельного крахмала с дуговыми ситами и отделением клеточного сока.
и II. Надситовый продукт с сит II поступает на дополнительное
измельчение на терке 21 (перетире), откуда крупную мезгу пода-
ют па последовательное промывание сначала на дуговых ситах 12
и 13, а затем на центробежно-лопастном сите 14, установленном
над прессом для обезвоживания мезги 15. Жидкое крахмальное
молоко с сита 14 объединяют с прессовой водой, сходящей при
обезвоживании мезги с пресса 15, и подают на разбавление мезги
перед ситом 13

Отжатую мезгу выводят из производства. Для противоточного
промывания мезги используют возвратную воду, добавляемую в
сборники перед ситами 13 и 14.

С сита 10 крахмальную суспензию направляют в осадительную
центрифугу 20 для отделения соковой воды, которая поступает ча-
стично в гидротранспортер и частично в картофелемойку (после
пропуска ее через ловушки).

Сгущенный сход с центрифуги дважды рафинируют на дуго-
вых ситах 5 и 6 с тонкой капроновой сеткой и направляют в сбор-
ник перед станцией гидроциклонов СГ-4.

Мелкую мезгу с сит 5 и 6 направляют на противоточное про-
мывание на дуговых ситах 7, 8, 9 и затем смешивают с крупной
мезгой после сита 12.

Смесь дополнительно промывают на снтах 13 и 14 и направ-
ляют на прессование.

Для промывания мелкой мезги используют свежую воду, С си-
та 7 первого промывания мелкой мезги суспензию направляют на
первое рафинировальное сито и в небольшом количестве под тер-
ку 23. Рафинированное молоко поступает на станцию гидроцикло-
нов СГ-4, где его сначала обрабатывают на_ гидроциклоне для от-
деления песка (на схеме не показан), а затем — триады последо-
вательно на мультигидроциклонах 19, 18 и 17, где крахмал промы-
вают свежей водой, поступающей для разведения продукта,
направляемого на III ступень гидроциклонов.

Жидкий сход с III ступени мультигидроциклона П поступает
в сборник перед мультигидроцнклоном 18.

Жидкий сход с I ступени гидроциклонов обрабатывают для от-
деления крахмала на осадительной центрифуге 16. Жидкий сход
с этой центрифуги (возвратную воду) используют для промывания
крупной мезги, а сгущенный возвращают на рафинировальные си-
та 5.

Для предотвращения нежелательных микробиологических про-
цессов и потемнения крахмала в кашку перед отделением клеточ-
ного сока, а также в сборник перед циклонами добавляют раствор
диоксида серы из расчета получения содержания в продукте 0,02—
0,03% SO2-

Для переработки ловушечного крахмала завод должен иметь
специальную технологическую линию для очистки крахмала,
включающую рафинировальные сита, гидроциклоны или центри-
фуги.
и. ПРИМЕРНЫЙ РАСЧЕТ ПРОДУКТОВ ПРОИЗВОДСТВА СЫРОГО
КАРТОФЕЛЬНОГО КРАХМАЛА ПО СХЕМЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
БАРАБАННО-СТРУЙНЫХ СИТ И ПРОМЫВАНИЕМ КРАХМАЛА

НА ГИДРОЦИКЛОНАХ [НА 100 КГ КАРТОФЕЛЯ]	
Исходные данные  Состав картофеля, %	
крахмал	18,50
клетчатка	1J0
растворимые вещества	4,96
прочие вещества	0,44
вода	75,0
Итого:  Коэффициент измельчения картофеля на терке, %	100,0
на первой	90
на второй  Состав мезги, кг	2
крахмал	1,48
клетчатка	1.Ю
прочею вещества	0,44
Итого:  Из всего количества мезги получается (в кг)	3,02
крупной мезги	1.74
мелкой мезги	1,28
Мелкой мезги уходит с молоком с барабанно-струйных сит  с первых — 63%, т-е. 1,28x3,6=3,77 кг со вторых — 33%, т. е. 1,28x3,3=9,38 кг  с третьих — 10%, т. е, 1,28 <3,1=9,13 кг	(БСС)
Итого:  Растворимых веществ с молоком уходит  с первых БСС — С>3%, т. е.4,96/0,6=2,98 кг со вторых БСС — 30%, т, е.4,96x0,3=1,48 кг с третьих БСС — Ю®0, т. е.4,96x0,1=0,50 кг	1,28 кг

4,96 кг

Итого:

Коэффициент отмывания свободного крахмала из кашки, %

с первых сит типа БСС
со вторых сит типа БСС
Влажность кашки с первых БСС 92%

Содержание сухих веществ в сгущенном сходе с гидроциклонов 36,(

Содержание сухих веществ в жидком сходе с i идрониклонов 1,0%
I)	Измельчение картофеля.

На первой терке освобождается крахмала:
18,5-0,9=16.65 кг.

На второй терке освобождается крахмала:
18,5-0,02=0,37 кг.

Всего извлекается крахмала:
16,65+0,37= 17,02 кг.

В сборник под первой теркой сходит, кг

крахмала абсолютно сухого

свободного
связанного

крахмала с контролыю-рафинировальных сит
мезги абсолютно сухой
растворимых сухих веществ

16,65
0,37
0,25
3.02
4,96

Итого:	25,25

2)	Отмывание крахмала из кашки на первых ситах типа БСС.

Перед подачей на первые сита типа БСС сходящую с первой терки кашку
разбавляют жидким молоком с епт промывки мелкой мезги концентрацией
0.15еСд (0,16% СВ) Этого молока получается при условном возврате 0,25 кг
сухого вещества крахмала в свободном виде 0,25-100:0,16=156,25 кг.

Для отмывания крахмала на первые БСС подают свежую воду — 200%
к массе сырого картофеля. Всего на первые БСС поступает 100,0+156.25+200=
=456.25 кг с 25,25 кг сухих веществ

Отмывается крахмала 16,65-0,786=13,09 кг

Вместе с крахмалом, поступившим с сит промывания мелкой мезги,
с первых БСС с крахмальным молоком уходит свободного крахмала
13,0.9+0.25= 13,34 кг

В кашке остается свободного крахмала 16,65—13,09=3,56 кг,
связанного 17,02—16,65=0,37 кг.

Уходит с крахмальным молоком с первых БСС мелкой мезги 0,77 кг:
остается в кашке мезги мелкой 1,28—0,77 =0,51 кг,
крупной 3,02—1,28= 1,74 кг

С молоком удаляется растворимых веществ 2,98 кг; в кашке остается
4,96—2,98=1,98 кг.

Всего уходит с крахмальным молоком сухих веществ 13,34+0,77+2,98=
= 17,09 кг

В кашке остается 3,56 + 0,37+ 0,51+1,74+1,98= 8,16 кг.

Влажность кашки 92%, товарной кашки полкчается 8,16-100: (100—92) =
= 102,0 кг

Крахмального молока на осадительную центрифугу с первых БСС уходит
456,25—102,0= 354,25 кг.

Содержание сухих веществ в нем 17,09-100.354.25=4,82%, что соответст-
вует концентрации 4,6° С д

Баланс продуктов па первых ситах типа БСС приводится в табл 21.

3)	Отмывание крахмала из кашки па вторых ситах типа БСС (после втв-
рой терки).

На второй терке освобождается крахмала 0,37 кг; всего свободного крах-
мала на вторые сита типа БСС поступает 3,56+0,37=3,93 кг

С кашкой поступает мезги 1,74+0,51=2,25 кг.

Растворимых веществ поступает 4,96—2,98= 1,98 кг.

Всего сухих веществ па вторые сита типа БСС поступает 3,93+2,25+1,98=
=8,16 кг

Для отмывания крахмала подается свежая вода — 200% к массе сырого
картофеля, т. е. 200 кг.

Всего поступает 102,0+200,0=302,0 кг

Отмывается свободного крахмала 3,93-0,773= 3,04 кг

Остается свободного крахмала в кашке 3,93—3,04=0,89 й
Таблица 21. Баланс продуктов на первых ситах типа БСС (в кг)

Элемент баланса	Сухие вещества	Вода	Всего

Поступает

Кашка с первой терки	25,0	75,0	100,0
Крахмальное молоко с сит промывания мелкой мезги	0.25	156,0	156,25
Вода для отмывания крахмала	—	200,0	200,0

Итого:	25,25	431,0	456,25
Уходит			
Крахмальное молоко на осадительную	17,09	337,16	354,25
центрифугу  Кашка на вторую терку	8.16	93,84	102,00
Итого:	25,25	431,0	456,25

Уходит мезги иа третьи сита типа БСС 2,25—0,38=1,87 кг.

С крахмальным молоком уходит растворимых веществ 1,48 кг; остается в кашке
1,98—1,48=0,50 кг.

Всего уходит с крахмальным молоком сухих веществ 3,04+0,38+1,48=
=4,9 кг.

Остается сухих веществ в мезге 0,89+1,87+0,50=3,26 кг.

Влажность продукта, поступающего иа третьи сита типа БСС, 94%. Его масса
составит 3,26-100: (100—94) =54,33 кг.

Крахмального молока со вторых сит типа БСС на осадительную центрифугу
(ОЦ) уходит 302,00—54,33=247,67 кг.

Содержание абсолютно сухих веществ в нем 4,9-100 : 247,67=1,98%, что
соответствует концентрации 1,9° Сд.

Баланс продуктов на вторых ситах типа БСС приведен в табл. 22.

Таблица 22. Баланс продуктов на вторых ситах типа БСС (в кг)

Элемент баланса	Сухие вещества	Вода	Всего

Поступает

Кашка со второй терки
Вода свежая

8,16	93,84	102,00

—	200.00	200,00

	Итого:	8,16	293,84	302,00
Уходит				
Крахмальное молоко центрифугу  Мезга иа третьи БСС	на осадительную	4,90  3,26	242,77  51,07	247,67  54,33
	Итого:	8,16	293,84	302,00
4)	Отмывание крахмала от мезги на третьих ситах типа БСС.

Для отмывания крахмала иа третьих ситах типа БСС подают 200 кг све-
жей воды. Всего на третьи сита поступает 54,33 +200,000=254,33 кг.

В них находится (в кг)

свободного крахмала	0,89

мезги крупной н мелкой	1,87

растворимых веществ	0,50

Итого:	3,26

Вымываются также остатки свободного крахмала в количестве 0,89 кг.
Мелкой мезги удаляется 0,13 кг; остается крупной 1,87—0,13=1,74 кг.
Уходят с крахмальным молоком остатки растворимых веществ в количе-
стве 0,5 кг. Крупной мезги при ее влажности 94% будет 1,74-100: (100—94) =
=29 кг.

Крахмального молока с третьих сит типа БСС уходит на осадительную центри-
фугу 254,33—29,0=225,33 кг.

Содержание сухих веществ в нем (3,26—1,74) • 100 : 225,33 =0,67%, что соот-
ветствует концентрации 0,64° Са

Баланс продуктов на третьих ситах типа БСС приводится в табл. 23.

Таблица 23. Баланс продуктов на третьих ситах типа БСС (в кг)

Элемент баланса	вещества	Вода	Всего

Поступает

Мезга со вторых сит типа БСС	3,26	51,07	54,33

Вода свежая	—	200,00	200,00

Итого:	3,26	251,07	254,33

Уходит

Мезга крупная	на	прессование	1,74	27,26	29,00

Крахмальное	молоко	на осадительную	1,52	223,81	225,33

центрифугу

Итого:	3,26	251,07	254,33

5)	Отделение крахмала от соковой воды на осадительной центрифуге,
На центрифугу поступает крахмальное молоко с сит типа БСС

с первых сит — 354,25 кг с содержанием сухих веществ— 17,09 кг
со вторых сит—247,67 кг с содержанием сухих веществ 4,90 кг
с третьих сит — 225,33 кг с содержанием сухих веществ 1,52 кг

Всего поступает 827,25 кг с содержанием сухих веществ 23,51 кг.
Содержание сухих веществ в этом молоке 23,51  100 : 827,25 = 2,84%.
Это соответствует концентрации 2,7° СА-

Количество соковой воды, уходящей с центрифуги, определяется по фор
муле

Х=ж —Кр

100

Ксх

100 — (й

1000(100 —о)

кг,
где М — количество поступающего крахмального молока (827,25 кг), Лр — коли-
чество абсолютно сухого крахмала в крахмальном молоке (17,27 кг); ы — влаж-
ность сходящего с центрифуги крахмала — 60%; /Сс — содержание абсолютно
сухого крахмала в соковой воде (0,26 г/кг).

Следовательно,

100
X = 827.25-17,27

1000(100 — 60)	783«77кг-

С соковой водой уходит крахмала

783,77 х 0.26

—iooo—-°-2"-

Густого крахмального молока уходит с центрифуг 827,25—783,77=4348 кг.

С соковой водой удаляется растворимых веществ 4,96-783,77: (827.25—
—23,51) =4,83 кг.

С густым крахмальным молоком уходит растворимых веществ 4,96—4,83=
=0,13 кг.

С этим молоком уходит

абсолютно сухого крахмала 17,27—0,20=17,07 кг;

мелкой мезги 1,28 кг.

Воды в густом молоке 43,48—(0,13+17,07+1,28)=25,0 кг.

Содержание абсолютно сухих веществ в густом молоке (17,07+0,13) X
X100: 43,48=39,6%; это соответствует 41,5°Са-

Содержанне абсолютно сухих веществ в соковой воде (0,20+4,83) X
ХЮО: 783,77=0,64%.

Сходящее с осадительной центрифуги гусгое крахмальное молоко разво-
дится свежей водой до концентрации 27° Са (25,62% сухих веществ) Такого
молока получается 17,2-100:25,62=67,13 кг.

Воды на разводку требуется 67,13—43,48=23,65 кг.

Баланс продуктов на осадительной центрифуге приводится в табл. 24

Таблица 24. Баланс продуктов на осадительной центрифуге (в кг)

Элемент баланса	и-iSU в”Ла	Всего

Поступает

Крахмальное молоко с первых сит БСС	17,09	337,16	354,25

Крахмальное молоко со вторых сит БСС	4,90	243,77	247,67

Крахмальное молоко с третьих сит БСС	1,52	223,8!	225,33

Итого:	23,51	803,74	827,25

Уходит

Соковая вода	5,03	778,74	783,77

Крахмальное молоко на	рафянпровальные	18,48	25,00	43,48

сита (без воды на разводку)

Итого:	23,51	803,74	827,25

6)	Рафинирование крахмального молока.

11а рафинирование поступает 67,13 кг крахмального молока с содержа-
нием 18,48 кг сухих веществ На сита подастся вода из расчета получения
в сходящем с сит молоке 14,51% сухих веществ, что соответствует 15° С*.
108
Сухих веществ, за исключением отделенных 1,28 кг мелкой мезги и удержанных
ею С,25 кг абсолютно сухого крахмала, с сит уходит с молоком
18,48—(1,28+ 0,25) = 16,95 кг.

Такого крахмального молока концентрацией 15° Са сходит 1695Х
X100:14,51 = 116,82 кг.

Влажность мелкой мезги 94%, следовательно, мезги товарной влажности
без крахмала будет 1,28-100: (100—94) =21,33 кг.

Следовательно, с сит уходит мелкой мезги с крахмалом 21,58 кг с содер-
жанием 1,53 кг сухих веществ и крахмального молока 116,82 кг с содержанием
16,95 кг сухих веществ, всего 138,40 кг. Воды на орошение в катаракты по-
дается 138,40—67,13=71,27 кг.

Баланс продуктов на рафипировальпых ситах приведен ниже (табл. 25).

Таблица 25. Баланс продуктов на рафннировальных ситах (в кг)

Яосмент баланса	вещества	Вода	Всего
Поступает  Крахмальное молоко после осадительной	18,48	48,65	67,13
центрифуги  Вода на орошение	—	71,27	71,27
Итого:	18,48	119,92	138,40
Уходит  Мезга мелкая на сита промывания	1,28	20,05	21,33
Крахмал, удержанный мезгой	0,25	—	0,25
Крахмальное молоко на промывание	16,95	99,87	116,82

Итого:	18,48	119,92	138,40

7)	Промывание мелкой мезги на ситах.

С сит для промывания сходит 21,33 кг мелкой мезги влажностью 94%
at 15655 кг жидкого крахмального молока (см. расчет продуктов на отмывании
крахмала из кашки на первых БСС) с 0,25 кг абсолютно сухого крахмала,
всего 177,58 кг Поступает па сита мелкой мезги с удержанным ею крахмалом
21,33+0,25 =21,58 кг. Следовательно, воды на орошение подается 177,58—21,58=
= 156,0 кг

Баланс продуктов на ситах для промывания мелкой мезги приводится
в табл 26

8)	Разбавление крахмального молока перед гидроциклонамн.

Перед подачей на гидроциклоны крахмальное молоко разводится до со-
держания сухих веществ 7%. Такого крахмального молока получается
16,95 100  7,0=242,13 кг.

Воды для разбавления требуется 242,13—116,82=125,31 кг.

9)	Промывание крахмала на гидроциклонах.

С рафннировальных сит на первую ступень гидроциклопов поступает
2^2,13 кг крахмального молока с содержанием 7% сухих веществ. Сюда же
подается сгущенный сход с осадительной центрифуги. Для олраденення количе-
ства сухих веществ в этом сходе необходимо прежде всего вычислить количество
сухих веществ, поступающих на осадительную центрифугу с жидкими сходами
с I и II ступеней гидроциклонов основного разделения («Сахарная промышлен-
ность», 1960, К» 9). По методу Ч. К. Курочпцкого можно определить количество
Таблица 26. Баланс продуктов на ситах для промывания мелкой мезги (в кг)

Эленент баланса	вещества	Вода	| Всего
Поступает			
Мелкая мезга с удержанным ею крахма-	1,53	20,05	21,58
Прессовая вэда после обезвоживания меа-	—	35,23	35,23
ги			
Вода на орошение		120,77	120.77
Итого:	1,53	176,05	177,58
Уходит			
Мелкая мезга влажностью 94% на пресс	1,28	20,05	21,33
Крахмальное молоко под первую терку	0,25	156,00	156,25
Итого:	1.53	176,05	177,58

сгущенного схода с последней ступени гидроциклсиов (в кг), пользуясь фор-
мулой

р = Л4 —-

где М — количество «сходной суспензии — 242.13 кг, а — содержание сухих
веществ в этой суспензии —7%; Ь—содержание сухих веществ в жидко
сходе—1%; с —содержание сухих веществ в сгущенном сходе — 36,04%;

242,13(7,0—1,0)

1*—

Количество жидкого схода 242,13—41,46=200,67 кг.

Количество абсолютно сухих веществ в жидком сходе 200,67-0,01=2,00 кг.

С двух ступеней поступает 2,0-2,0=4,0 кг.

С промывной водой, с осадительной центрифуги уходит крахмал, по дан-
ным испытаний (в ловушки), 0,07 кг на 100 кг картофеля, а растворимых
веществ в ней 4,96—4,83=0,13 кг.

Таким образом, количество сухик веществ, возвращающихся с осадительной
центрифуги на I ступень гидроциклонов, будет 4,0—(0,074-0,13)=3,8 кг.

Содержание сухих веществ в сгущенном сходе с осадительной центрифуги
мы принимаем равным 7%; его количество будет 3,8-100'7,0=54,29 кг.

На I ступень гидроциклонов поступает с учетом возвратов с осадительной
центрифуги 242,13+54,29=296,42 кг.

Количество абсолютно сухих веществ в них 16,95+3,80=20,75 кг.

Количество сухих веществ в сгущенном сходе с 1 ступени гидроциклонов
20,75—2,0=18,75 кг.

Количество сгущенного схода с I ступени гидроциклонов 18,75-100 • 36,04=
=52,02 кг.

Количество жидкого схода 296,42—52,02=244,4 кг

Баланс продуктов на I ступени гидроциклонов приводится в табл 27,
па II — в табл. 28, на III — в табл. 29 на осадительной центрифуге — в табл. 30.

НО
Таблица 27. Баланс продуктов на 1 ступени гидроциклонов (в кг)

Элемент баланса	|	Сухие вещества	|	Вода |	Всего

Поступает			
Крахмальное молоко с рафиннровальных сит  Сгущенный сход с осадительной центри- фуги	16,95  3,80	225,18  50,49	242,13  54,29
Итого:	20,75	275,67	296,42
Уходит			
Сгущенный сход на II ступень  Жидкий сход на осадительную центрифу-	18,75 2,0	33,27  242,40	52,02  244.40
Итого:	20,75	275,67	296,42
Таблица 28. Баланс продуктов на 11 ступени гндрщдщлонов (в кг)			
Элемент баланса	|	вещества	|	Вода	| Всего
Поступает			
Сгущенный сход с I ступени Жидкий сход с III ступени	18,75  2,00	33,27  198,67	52,02  200,67
Итого:	20,75	231,94	252,69
Уходит			
Жидкий сход на осадительную центрифу-	2,00	198,67	200,67
Сгущенный сход на III ступень	18,75	33,27	52,02
Итого:	20,75	231,94	252,69

10)	Прессование мезги и улавливание крахмала.

На прессование поступает крупной мезги влажностью 94% с трех сит
типа БСС 29,0 кг с содержанием 1,74 кг сухих веществ и мелкой мезги с рафи-
иировалыяых сиг с влажностью 94% 21.33 кг с содержанием 1,28 кг сухого
вещества

Уходит прессованной мезги алажносгыо 80% (1,74+1,28)-100 • (100—80) =
= 15Л ит.

Вода сходит с пресса и подается на сита для промывания мелкой мезги
Ее количество будет (29,0+21,33)—15,1=35,23 кг

Баланс продуктов на прессе приводится в табл. 31, в ловушках — в табл. 32.
Таблица 29. Баланс продуктов на 111 ступени гндроцнклшюв (в кг)

Элемент баланса	|	Сухие | вещества |	Вода |	| Всего

Поступает

Сгущенный сход со II ступени  Вода свежая	18,75	33,27  200,67	52,02  200,67
Итого:  Уходит	18,75	233,94	252,69
Жидкий сход на II ступень	2,00	198,67	200,67
Сгущенный сход на склад крахмала	16,75	35,27	52,02
Итого:	18,75	233,94	252,69
Таблица 30. Баланс продуктов на осадительной центрифуге (в кг)			
Элеиент баланса	Сухие  I вещества	|	Вода	|	Всего
Поступает.			
Жидкий сход с I ступени	2,00	242,40	244,40
Жидкий сход со II ступени	2,00	198,67	200,67
Итого:  Уходит	4,00	441.07	445,07
Жидкий сход в ловушку	0,20	390,58	390,78
Сгущенный сход на I ступень	3,80	50,49	54,29
Итого:	4,00	441,07	445,07

Баланс крахмала (с учетом ловушечного) (в кг):

Поступает с картофелем

Получено

с крахмалом I сорта

с крахмалом III сорта (из ловушек)
с крупной мезгой

с мелкой мезгой

Итого:

18,5

16,75
0,27
0,85
0,63

18,50
Таблица 31. Баланс продуктов на прессе (в кг)

Элемент баланса	Сухие I вещества	Вола |	|	Всего

Поступает

Мезга крупная влажностью 94%	1.74	27,26	29,00
Мезга мелкая влажностью 94%	1,28	20,05	21,33

Итого:	3,02	47,31	50,33
Уходит			
Мезга прессованная влажностью 80% Вода с прессов на сита для промывания мелкой мезги	3,02	12,08  35,23	15,10  35,23
Итого:	3,02	47,31	50.33

Таблица 32. Баланс продуктов в ловушках (в кг)

Элемент баланса	|	Сухие вещества	!	Вода	|	Всего
Поступает			
Соковая вода с осадительных центрифуг  Жидкий сход с осадительной центрифуги после обработки жидких сходов с гидро- циклонов	5.03 0,20	778,74  390.58	783,77  390,78
Итого:	5.23	1169,32 .	1174,55
Уходит			
Сточная вода на сброс Крахмальный осадок в ловушках	4.96  0.27	1061,0  108.32	1065,96  10§,59
Итого:	5,23	1169,32	1174,55

Теоретический коэффициент извлечения будет равен

16,75 + 0,27

18,5

100 = 92%.

Практически он бывает на 3—5% меньше цз-за неучтенных потерь.

ИЗ
Г ла в а IV. ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ КАК СЫРЬЕ

ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРАХМАЛА

1.	КУКУРУЗА

Основные сведения

Кукуруза, или маис, — однолетнее растение, принадлежащее к
-семейству злаковых, роду Zea, который представлен только одним
видом Zea Mays. В отличие от других хлебных злаков кукуруза —
однодомное растение. Мужские соцветия в виде метелки располо-
жены на верхушке стебля, а женские образуют початки, сидящие
в пазухах листьев Стебель кукурузы прямостоячий, высотой от
0,6 до 6,0 м в зависимости от сорта кукурузы, а также климатиче-
ских и почвенных условий произрастания.

Неодновременное зацветание мужских и женских цветов одного
м того же растения делает кукурузу почти полностью перекрестно-
опылителем. В этом проявляется принцип естественного самосохра-
нения, так как самоопыление приводит к вырождению кукурузы.

На стебле развивается J—2 початка, редко больше. Кукуруз-
ный початок представляет собой почти цилиндрический стержень,
на поверхности которого расположены ячейки, а в них продольны-
~ми рядами размещены зерна. Початок одет несколькими слоями
видоизмененных листьев, называемых обертками. Родиной кукуру-
зы считают Южную Америку, откуда она была завезена в Европу
-моряками Колумба в XV в. и быстро распространилась в Испании,
Италии, на Балканах, в Турции, а в XVII в. ее начали сеять в юж-
ных районах России. В настоящее время кукуруза получила очень
широкое распространение. В мировом производстве зерновых
культур она занимает второе место; по посевных площадям — пос-
ле пшеницы и по валовому сбору зерна — после риса.

Районами широкого возделывания кукурузы в СССР являются
"Украинская ССР и Молдавская ССР, Северный Кавказ, Ростов-
ская область, Закавказье, республики Средней Азии, Нижняя Вол-
га, Воронежская и Курская области. Всего под кукурузой в нашей
-стране занято около 20 млн. га. Часть урожая кукурузы снимают
в зеленом виде для силосования. Кукуруза — растение теплолюби-
вое. Сеют ее весной, когда почва на глубине 10 см прогреется до
-температуры 10° С. Норма высева семян 15—25 кг на I га, глу-
бина заделки 8—10 см. В зависимости от почвенных и климатиче-
ских условий густота стояния растений кукурузы составляет от
25 до 45 тыс. на 1 га. Уход за посевами кукурузы, а также уборка
-ее полностью механизированы.

Кукуруза дает очень высокие урожаи. Совершенствующаяся с
каждым годом агротехника и организация широкого производства
•высококачественного семенного материала обеспечивают постоян-
ный рост урожайности.

В настоящее время средние урожаи кукурузного зерна дости-
I гают 35—50 ц/га, а в особо благоприятных условиях и на полив-
ных участках—100 vjra и более. Следует отметать, что в период
вызревания происходит интенсивный прирост массы зерна за счет
сухих веществ остальной части растения кукурузы. Это наглядно1
показывают данные Н. Вайнберга, приведенные в табл. 33. По-
этому уборку кукурузы следует производить в состоянии полной
спелости.

Таблица

33. Абсолютно сухая масса одного растения
(средняя по 40 растениям, в г)

Восковая спелость
Полная спелость

91,8	50,6	40,6	4,4	31,0	94,1	8,1	320,4:

190,9	45,3	24,8	2,1	19,3	38,1	4,9	325,4

Кукуруза — ценное сырье для крахмало-паточного и спиртово-
го производства, а также непревзойденная фуражная культура.

При выращивании на силос она дает с гектара 5С0—1000 ц
зеленой массы, обладающей высокими кормовыми качествами.
Кукурузный стебель за две недели до полного вызревания и листья,
высушенные в поле за шесть недель до полного вызревания, имеют
химический состав (по Бензину), приведенный в табл. 34.

Таблица 34. Химический состав стебля и листьев кукурузы (в %)

Составная часть	j Стебель	Листья	Составная чисть	Стебель	Листья
Влага	68,4	30,0	Клетчатка	н.о	21,4
Зола	1,2	5,5	Другие (органи-	17,5	37,1
Азотистые	1,9	6,0	ческие) вещества		
вещества					

Исследования показали, что в процессе формирования и созре-
вания химический состав кукурузного зерна сильно изменяется:
происходит накопление крахмала и жира, а содержание азотистых
и минеральных веществ уменьшается. Это подтверждают данные
Писаревского, приведенные в табл. 35.

Во всех зонах возделывания кукурузы в нашей стране райони-
рованы и выращиваются сорта и гибриды, приспособленные к
местным условиям и наиболее урожайные в данном районе. Пе-
речень районированных сортов и гибридов кукурузы ежегодно
уточняется и пополняется новыми

Сорта и гибриды кукурузы с длинным вегетационным перио-
дом, как правило, более урожайны, чем скороспелые. Поэтому
районирование сортов и гибридов производится раздельно для
посева кукурузы на силос и спелое зерно.
а б л и ц а 35. Изменение химического состава в процессе формирования
и созревания кукурузного зерна (в % по СВ)

Фата развития зерна	общий	белковдй	Золя	Жир	Крахмал

Начальное формирование	4,01	3,31	5,29	2,65	22,52
.Молочная спелость	2,51	2,34	2,53	4.25	55,86-’
Ранняя восковая спелость (нача- ло затвердевания)	2,22	2,02	1,75	4.81	65,17
Поздняя восковая спелость	2,01	1,93	1,63	4,61	70,64
Полная спелость	1,93	1,81	1,65	4,42	73,31.

В последние годы в большинстве областей вместо ранее рас-
пространенных сортов, а также межсортовых гибридов райониру-
ются сортолинейные и межлинейные гибриды. Широкое распро-
странение получили гибриды ВИР-42, ВИР-156, ВИР-25, Абовян2,
ВЙР-156 ТВ, ВИР-25ТВ, Буковинские 2 и 3, Днепропетров-
•ский 56 и др.

По сравнению с сортами гибриды являются более ценными
при посеве не только на зерно, но и на силос с уборкой в период
молочно-восковой спелости. Они дают высокие урожаи зеленой
массы, отличающейся хорошим качеством.

Наибольшее распространение имеет кукуруза с зерпом желтой
я белой окраски, реже — с оранжевой и вишнево-красной. Совсем
редко встречаются сорта кукурузы с зернами почти черными или
темно-синими.

Ботанические подвиды кукурузы

В зависимости от формы зерна и степени развития роговидной части эндо-
сперма кукурузу принято делить на следующие ботанические подвиды

Кремнистая. Характеризуется сильно развитым роговидным слоем эндо
сперма. Зерно гладкое, ьеморшинпстое, слабо удлиненной формы с округлой
вершиной. Внутреняя часть эндосперма мучнистая Отличается коротким веге-
тационным периодом и повышенной засухоустойчивостью, хорошо хранится

Зубовидная. Зерно гладкое, неморщинистое, блестящее только с боков,
продо лговато-удлннепиос, с вдавленной вершиной По форме зерно напоминает
конский зуб. Отличается сравнительно длинным вегетационным периодом.
В верхушке зерна эндосперм мучнистый, по бокам — роговидный

Крахмалистая (мучнистая). Зерно гладкое, матовое, с округлой вершиной.
Эндосперм почти нацело мучнистый, без заметных признаков рогошщности
Зерно обладает высокой гигроскопичностью, легко подвержено грибным заболе-
ваниям, нестойко при хранении и не дает высоких урожаев

Восковидная. Зерно имеет матовую поверхность, напоминающую твердый
воск. Периферийная часть эндосперма непрозрачная, роговидной структуры
Внутренняя часть эндосперма мучнистая Крахмал почти нацело состоят из
амилопектина и нс дает с йодом синего окрашивания

«Лопающаяся (рисовая и перловая). Початки и зерна мелкие Зерно имеет
удлиненную форму а блестящую поверхность. Эндосперм почти нацело рого-
видный.
Тип	Наименование тапа	Цвет и форма вереи	Содержание ерей других типов, %, не более	Сорта и гибриды кукурузы, примерно характеризующие типы

I	Зубовидная	Желтая, оранжевая, желтая с белой верхушкой. Зерно преимущественно
	желтая	
		продолговато-удлиненное, со скошен- ными боками и вдавленной верхушкой
tt	Зубовидная белая	Белая, палевая, бледно-розовая. Зерно преимущественно продол говато- удли- ненное со скошенными боками и вдав- ленной верхушкой
III	Кремнистая	Желтая, оранжевая, с белой верхуш- кой. Зерво с округлой верхушкой без
	желтая	
		вдавленности, блестящее
IV	Кремнистая	Белая, палевая, бледно-розовая. Вер-
	белая	хушка зерна округлая, без вдавлен- ное™, зерно блестящее
V	Полузубовидная	Желтая, оранжевая. Переходная от
	желтая	зубовидной к кремнистой со слабо вдавленной верхушкой или без вдав-
		ленное™
VI	Полузубовидная белая	Белля, палевая, бледно-розовая. Пере- ходная от зубовидной к кремнистой, со слабо вдавленной верхушкой или без вдавленное™
VII	Лопающаяся	Белая, зерно удлиненное с клювовид-
	белая	ной или округлой верхушкой, гладкое
VIII	Лопающаяся	Желтая, зерно удлиненное с округлой
	желтая	или клювовидной верхушкой, гладкое
IX	Восковидная	Белая, светло-желтая зубовидная и полузубовидная

15,0, белой	в том числе не более 5,0	Одесская 10, Днепропетровская и гиб- риды:ВИР-42, ВИР-156. Краснодарская 1/49, Днепропетровский 50 и др.
15,0, желтой	в том числе не более 2,0	Стерлинг, гибрид ВИР-25 и др.
15,0,. белой	в том числе не более 5,0	Гибриды Абовян 2, ВИР-156 ТВ и др.
15,0, в том числе желтой ие более 2,0		Юбилейная 50, ВИР-25 ТВ и др.
25,0, белой	в том числе не более 5,0	Гибриды Буковинская 3 (второе поко- ление), Буковинская 2м (второе поко- ление) и др.
25,0, желтой	в том числе не более 2,0	Гибрид Днепропетровский 56 (второе поколение), Абашская полузубовидная. Белая местная и др.
15,0, желтой  15,0, белой	в том числе не более 2,0 в том числе не более 5,0  3.0	Рисовая 645, гибрид Днепропетровская 921 ТВ и др.  Жемчужная 304 и др., гибрид Днепро- петровский 927 и др.  Краснодарская восковидная 1
Сахарная. Зерно морщинистое, округлое, с высоким содержанием раствори-
мых углеводов, жира и белка, применяется для консервирования.

Чешуйчатая. Отличается тем, что на початке каждое зерно самостоятельно-
заключено в оболочку (чешуйку).

Зубовидная и кремнистая кукуруза выращивается в массовых количествах,
и имеет большое народнохозяйственное значение как наиболее урожайная.
Восковидная кукуруза начала культивироваться в последнее время как сырье
для получения амилопектинового крахмала.

Кукуруза остальных ботанических подвидов находит ограниченное при-
менение и производится в незначительных количествах. В зависимости от цвета
и формы зерна действующий ГОСТ 13634—68 подразделяет кукурузу па девять
типов (табл. 36).

Строение и химический состав зерна

Рис. 39. Початки кукурузы:
а — кремнистой; б — зубовидной; в —
полузубовидной; г — лопающейся.

Строение эндосперма в

Кукурузный початок (рис. 39), очищенный от обвертки, со-
стоит из стержня и зерен. На зерно приходится 75—84%, а на
стержень 25—16% массы початка.

Зерна кукурузы крупные. Масса
1000 зерен в зависимости от сорта
кукурузы и условий произрастания
составляет от 200 до 1100 г.

Кукурузное зерно (рис. 40) со-
стоит из зародыша 4, богатого жи-
ром и занимающего более % пло-
щади продольного разреза зерна,
чехлика 8 на зародышевом конце,
плодовой оболочки, покрывающей
поверхность зерна, семенной обо-
лочки из водонепроницаемых и пиг-
ментных слоев, расположенной под
плодовой оболочкой, и эндосперма,
находящегося под семенной оболоч-
кой. Эндосперм представляет собой
толстостенные клетки, заполненные
крахмалом. Верхний его слой из
крупных прозрачных клеток назы-
вают алейроновым.

зличных частях зерна неодинаково.

Периферийные клетки тесно прилегают друг к другу и плотно'
заполнены крахмальными зернами угловатой формы, склеенными
между собой протеином. На рис. 40 показаны кремнистая часть,
эндосперма 2 и 3, состоящая из роговидных и полупрозрачных,
клеток, и более рыхлая, мучнистая часть 1 и 5. Ее клетки запол-
нены крахмальными зернами округлой формы, почти не связан-
ными между собой. В центре зерна виден зародыш 4, имеющий
корешок 7 и стебелек 6. Место прикрепления зерновки к стержню-
початка называется чехликом 8.

У различных сортов кукурузы количественное соотношение
частей зерна различно. На долю зародыша приходится 10—14%
массы зерна, на долю эндосперма — 81—84%. Кремнистая и муч-
нистая части эндосперма в зависимости от сорта кукурузы могут
находиться в самых разных массовых соотношениях. На оболочку
приходится 5—6,5%. Н. П. Козьмина для основных составных
частей кукурузного зерна указывает соотношения, приведенные
в табл. 37.

Рис. 40. Разрез кукурузного зерна.

Таблица 37. Соотношение основных составных частей кукурузного зерна
(в % массы зерна)

Подвид кукурузы	Эндосперм	Зародыш	Оболочки
Кремнистая	80—90	8—13	5,5—6,0
Зубовидная	81—85	10—12	5,0—5,3
Крахмалистая	79—83	10—14	5,0—5,5

Отдельные составные части зерна заметно отличаются по хи-
мическому составу (табл. 38). Крахмал почти полностью сосре-

Таблица 38. Химический состав отдельных частей кукурузного зерна
(в % по СВ зерна)

Составные части зерна	Эндосперм	Зародыш	Оболочка
Крахмал	79,10	.		15,23
Протеин (Nx6,25)	9,83	15,29	2,03
Жиры	0,80	40,43	•—
Клетчатка	0,49	5,93	18,72
Пентозаны	1,31	4,32	20.33
Водорастворимые углеводы	3,00	9,42	—
Зола	0,43	8,98	1,11
доточен в эндосперме, жиры, зола и сахар — в зародыше, азоти-
стые вещества — в эндосперме и зародыше.

Химический состав зерна различных ботанических подвидов
кукурузы неодинаков (табл. 39). Зависит он также от почвенных
и климатических условий произрастания и от степени вызревания.

Таблица 39, Химический состав зерна кукурузы различных ботанических

подвидов (в % по СВ зерна)

Подвид кукурузы

I

Зубовидная
Кремнистая
Крахмалистая

1,45	5,40	1,81	4,25	11,50

1,61	5,80	1,78	4,34	12,80

1,35	6,25	1,71	4,05	12,53

3,50

4,50

3,25

70,55 1,54

68,50 0,67

69,00 1,86.

Многие исследования показывают, что различие в среднем хи-
мическом составе трех основных ботанических подвидов (зубо-
видная, кремнистая, мучнистая), имеющих практическое народ-
нохозяйственное значение, невелико, что видно из табл. 39, Зна-
чительно большие расхождения бывают в химическом составе
кукурузы одного и того же подвида и даже одного и того же сор-
та, ио выращенных в различных условиях.

По технологическим соображениям для крахмального произ-
водства представляет интерес кукуруза мучнистых сортов, так как
отсутствие в ней роговидного эндосперма облегчает извлечение
крахмала. Однако наиболее урожайными и крахмалистыми явля-
ются лучшие сорта и гибриды зубовидной кукурузы, а современ-
ная техника производства позволяет достигнуть высокой степени
извлечения крахмала и при переработке кукурузы с роговидным
эндоспермом. Поэтому наиболее выгодными для производства
крахмала с народнохозяйственной точки зрения следует считать
лучшие сорта и гибриды зубовидной и полузубовидной кукурузы.

Крахмал обычных сортов кукурузы, как и картофельный, со-
стоит из амилозы (21—30%) и амилопектина (79—70%). а крах-
мал восковидиой кукурузы — почти из одного амилопектина. В то
время как амилоза картофельного крахмала почти не отличается
от амилозы кукурузного крахмала, амилопектин отличается по
ряду признаков. Так, электропроводность картофельного амило-
пектина в 30 раз, а концентрация водородных ионов в 1%-ном
растворе в 150 раз больше, чем кукурузного амилопектина. Этим
объясняется более высокая кислотность картофельного крахмала.

Экстракция крахмала органическими растворителями не сни-
жает содержания фосфорной кислоты в картофельном крахмале
и резко уменьшает количество ее в кукурузном. Следовательно,
фосфорная кислота в кукурузном крахмале связана не эфирно,
а входит в соединения типа лецитинов, растворимых в органиче-
ских растворителях. Кукурузный крахмал отличается от карто-
120
фельного Меньшей гигроскопичностью и наличием в составе свя-
занного жира (0,55%).

Белок кукурузного зерна состоит из различных по химическо-
му составу и физико-химическим свойствам групп: альбуминов
(водорастворимых), глобулинов (нерастворимых в воде, но раство-
ряющихся в 10%-ном растворе NaCl), глютелинов (нераствори-
мых в воде, растворах солей и спирта, но растворимых в 0,2%-ном
растворе щелочи) и проламина — зеина (растворяющегося в
80—85%-ном спирте). Первые три группы белков относятся к био-
логически полноценным, так как в их состав входят в достаточ-
ном количестве все незаменимые аминокислоты, которые в орга-
низме человека и животных не синтезируются и должны посту-
пать с пищей.

Спирторастворимый белок зеин почти не содержит некоторых
незаменимых аминокислот (лизина и триптофана) и считается
биологически неполноценным. Биологическую полноценность бел-
ков БП можно охарактеризовать отношением

Полноценные группы белка
------------------------
Зеин

Средний состав белка зерна различных ботанических подви-
дов кукурузы, по данным Н. П. Козьминой, приведен в табл. 40.

Таблица 40. Состав белка зерна различных боташческих подвидов кукурузы

Подвид кукурузы	Общий белок, % к сухим	Группа белка, % к общему количеству				1БП
				г-	Тимм | лролвмнн	прочие	
						

Зубовидная	12,17	15,40	7,50	19,70	39,30	18,10	1,08
Кремнистая	12,33	17,30	6,10	15,10	42,50	19,00	0.91
Крахмалистая	11,33	18,40	6,40	16,40	42,10	16,70	0,98
Вооковвдная	12,94	17,00	5,10	14,90	43,70	19,30	0,84
Лопающаяся	14,30	13,40	5,20	13,60	49,10	18,70	0.65
'Сахарная	13.86	29,30	6,40	18,30	29,90	16,10	1,82
Как видно	из таблицы,		групповой	состав	белков	и их	биоло-

гическая полноценность у основных трех подвидов кукурузы (зу-
бовидной, кремнистой и мучнистой) почти одинаковы. Несколько
занижено значение БП белков восковндной и лопающейся куку-
рузы вследствие более высокого содержания зеина. Из всех под-
видов кукурузы по составу белка особое место занимает сахар-
ная. В ней содержится больше альбуминов и меньше зеина,- по-
этому она имеет самое высокое значение БП.

Основной вид белка кукурузы — проламин (зеин). Его изо-
электрическая точка соответствует pH 6,2, а зона коагуляции на-
ходится между pH 3,0 и 7,0. В процессе замачивания кукурузы
в экстракт переходит большая часть белка из зародыша, так как
в нем содержится около 70% глобулинов всего зерна. Зеин почти
полностью, а глютелины частично переходят в глютен и мезгу.
В зародыше находится также основная масса жиров' кукуруз-
ного зерна (около 75%). Кукурузное масло на 86% состоит из
липолевой и олеиновой кислот и относится к группе полувысы-
хающих масел. В рафинированном виде это масло является цен-
ным пищевым продуктом.

Минеральные вещества распределены в отдельных частях ку-
курузного зерна неравномерно. Основное их количество сосредо-
точено в зародыше и в оболочке, меньше всего—в эндосперме.

Минеральные вещества кукурузного зерна состоят главным
образом из солей калия, магния, кальция, натрия и железа.

Существенное значение для технологического процесса имеет
количество находящегося в зерне фосфора, затрудняющего выде-
ление железа из паточных к глюкозных сиропов.

Количественное соотношение зольных элементов в кукурузном
зерне меняется в широких пределах и сильно зависит от харак-
тера почвы, количества и качества применяемых удобрений и кли-
матических условий произрастания кукурузы. В табл. 41 приво-

Таблица 41. Состав золы я распределение ее в основных частях зерна
кукурузы (% к ее общему количеству)

Составная часть зерна | Г’,<\	so.	Na,O | MgO	СаО	KSO	Fe,O,	залы

Эндосперм	1.32	0,53	1,37	0,3]	0,02		0,05	3,60
Зародыш	33,60	15,10	19,17	5,38	6,43		0,42	80.30
Оболочка	3.79	3,89	0,45	1.89	0,66	4,83	0,59	16,10
Итого	38,91	19,52	20,99	7,58	7,11	4,83	1,06	100,00

дятся средний состав золы и распределение ее в основных частях
зерна кукурузы, по данным И. Д. Буромского.

Болезни кукурузы

Кукуруза сравнительно легко подвергается заболеваниям, вызываемым
бактериями и грибами Заболевания кукурузного зерна или початков выра-
жаются в появлении на поверхности гнили, пятнистости, плесневого налета,
в разрушении оболочки зерна

Наиболее часто встречаются следующие виды заболеваний.

Фузариоз, или сухая гниль. Возбудитель — большая группа паразитирующих
грибов из рода фузариум — Fusarium inoniliforme Scheid.

Фузариумом кукуруза поражается главным образом в полевых условиях.

Споры гриба способны прорастать н проникать в ткань любого органа растения.

Фузариум разрушает крахмал, белки и частично клетчатку с образованием
ядовитых алкалоидов. Использование зерна, сильно пораженного фузариумом,
для пищевых или фуражных целей вызывает у людей и животных головокру-
жение, рвоту, сонливость и расстройство зрения

Красная гниль. Возбудитель—грибок, близкий к фузариуму. Поражение
початка начинается с вершины и постепенно распространяется вниз. Оболочки,
зерновок приобретают при этом вишнево-красную окраску. Разрушение зерновок
наблюдается обычно только в верхней части початка
Кукурузная бель. Причины этой болезни точно нс установлены Проявляется
заболевание в растрескивании оболочек зерновок. Болезнь не паразитарная и от
початка к початку не передается. Зерна, пораженные кукурузной белью, легко
заболевают другими видами болезней.

Нигроспориоз. Возбудитель—грибок нигроспора. Nigrospora orysae Petcb.
Эта болезнь поражает початки во время их формирования и созревания и делает
их недоразвитыми со щуплыми легковесными зернами.

Бактериоз. Возбудителем считают бактерию аплонаму. Заражение проис-
ходит через семена или пожнивны остатки в почве. Болезнь захватывает в ос-
новном отдельные зерновки в верхней части початка.

Пузырчатая головня. Возбудитель — вид головневых грибов. Ustiligo геае
Ung. (Ustiligo mayidis Corda). В местах поражевия початков появляются нарос-
ты и вздутия, наполненные черно-бурой пылеобразной споровой массой, которая
заражает зерна кукурузы.

Общее заплесневение початков- Вызывается плесневыми грибами из рода
Pemcillium, Aiternaria и др. и выражается в появлении на початках и зерновках
бархатистого налета зеленого, серого и темно-серого цвета Благоприятствуют
развитию этих грибов механическое повреждение зерен, высокая влажность
зерна (18—20%). повышенная температура и высокая относительная влажность
воздуха.

Приемка кукурузы

Кукурузокрахмальные предприятия принимают часть кукуру-
зы от местных колхозов и совхозов. Эта кукуруза поставляется
почти исключительно в початках и называется заготовляемой.
Государственная заготовительная система должна поставлять
промышленным предприятиям кукурузу только в зерне. Эту куку-
рузу называют отпускаемой.

Приемка на заводе каждой партии поступающей кукурузы
должна сопровождаться определением ее массы и качества, кото-
рое необходимо для расчетов с поставщиками, а также для орга-
низации правильного учета, складирования и хранения. Кукурузу,
доставляемую автомобильным транспортом, взвешивают на авто-
мобильных весах, устанавливаемых на территории сырьевых пло-
щадок. Массу кукурузы, поступающей на предприятия по желез-
ной дороге, обычно проверяют взвешиванием груженых, а затем
порожних вагонов на железнодорожных весах. Для определения
качества кукурузы анализируют средние пробы, взятые от каж-
дой поступившей партии. Качество кукурузы в початках опреде-
ляют по зерну, обмолоченному в лабораторных условиях.

Складирование кукурузы должно производиться в строгом
соответствии с ее качеством. На длительное хранение направляют
только сухую и здоровую кукурузу, а влажная или низкокачест-
венная и нестойкая в хранении поступает непосредственно на пе-
реработку или на кратковременное хранение. При необходимости
хранить кукурузу с повышенной влажностью перед складирова-
нием ее необходимо подвергнуть естественной или искусственной
сушке.

К заготовляемой и отпускаемой кукурузе предъявляются опре-
деленные требования в отношении качества, которое нормируется
действующим стандартом. Крахмалистая и сахарная кукуруза, не
имеющая товарного значения, не стандартизуется.
В зависимости от качества заготовляемая кукуруза подразде-
ляется на две группы: с базисными и ограничительными конди-
циями (табл. 42).

Таблица 42. Нормы качества кукурузного зерна (по ГОСТ 13634—68)

Показатель



Влажность кукурузы в початках и зерне,
Содержание сорной принеси, %, не более
В том числе

зерен, пораженных болезнями, не более
гальки, не более

вредной примеси всех видов, не более
Содд>жание зерновой примеси, %, не более
В том числе проросших зерен, не более
Запах

Состояние

Зараженность амбарными вредителями

22,0	Не более 25,0’

1,0	8,0

—	1,0

2,0	15,0

—	5,0

Свойственный нормальному
зерну кукурузы, без затхло-
го, солодового и других
посторонних запахов
Не греющаяся, здоровая
Не допу- Не допу-
скается	скается, кро-

ме клеща

Кукуруза отпускаемая должна соответствовать следующим тре-
бованиям (ГОСТ 13634—68):

Показатель качества

Норма

Влажность зерна, %, не более	15,0
Влажность зерпа, подвергнутого искусственной сушке.	12,0
%, не менее  ,Всхожесть зерна, %, не менее	55,0
(Содержание сорной примеси, %, не более	3,0
в том числе вредной, не более	0,2
в числе вредной примеси горчака и вязеля, не более	0,1
спорыньи и головни, не более	0,15
триходесмы инканум, гелиотропа опушениоллод-	Не допускается
ного  Содержание зерновой примеси, не более  В том числе зерен, пораженных болезнями, %, не	7,0
	3,0
более Запах	Свойственный нормальному
Состояние	зерну кукурузы без затхло- го, солодового и других посторонних запахов  Не греющаяся, здоровая
Зараженность амбарными вредителями	Не допускается, кроме за-
	раженности клещом I степени

Свойства кукурузы

Кукурузные початки и зерно следует отнести к сыпучим мате-
риалам.
Скважистость (объем промежутков между зернами, из-
меряемый в процентах общего объема) насыпи кукурузных по-
чатков и зерна зависит от размера початков и зерен, а также от
степени уплотнения (утруски, слежалости) и, по данным Клеева,.
составляет: для початков 50—55%, для зерна 38—42%.

Угол естественного откоса насыпи кукурузных по-
чатков и зерна зависит от многих факторов (влажности, засорен-
ности, размера початков или зерна, ботанического подвида и др.)
и колеблется в пределах 21—28°. Однако как початки, так и куку-
рузное зерно повышенной влажности, засоренные или порченые
при слежалости способны образовывать неустойчивую стенку,,
вертикальную и даже с отрицательным углом откоса.

Объемная масса (масса 1 м3) насыпи початков или зерна
кукурузы зависит от влажности, степени уплотнения и других
факторов. Для початков она составляет 440—500 кг/м3, для зер-
на —650—800 кг/м3.

Кукурузное зерно в отличие от зерна других злаковых культур
имеет зародыш большого размера, в котором сосредоточены:
основная масса жира, большая часть легкорастворимых белков,,
ферменты, витамины и минеральные вещества.

Будучи прикрыт только чехликом, зародыш плохо защищен от
воздействия внешней среды. Он интенсивно впитывает влагу ц
частично передает ее внутрь зерна. Все это создает благоприятные
условия для развития биологических и биохимических процессов
и делает кукурузу менее стойкой в хранении, чем все другие зер-
новые культуры. Порча кукурузного зерна почти всегда начинает-
ся с потемнения зародыша, которое вызывается действием микро-
организмов, разлагающих жиры и белки.

Неравномерность развития кукурузы с одного и того же участ-
ка обусловливает значительные различия во влажности и спело-
сти зерна отдельных початков. В партии полной спелости влаж-
ность зерна отдельных початков в момент уборки может колебать-
ся от 14 до 30%, а влажность стержня достигать 45%. Такая
неравномерность влажности способствует развитию физиологи-
ческих процессов в зерне и нежелательной микрофлоры. Наиболее
часто кукурузу поражают грибковые заболевания (фузариоз, крас-
ная гниль, нигроспориоз, головня) и бактериальные (бактериоз,
кукурузная бель и др.)- В процессе хранения содержание влаги
в кукурузе постепенно выравнивается.

В кукурузном зерне как живом организме постоянно протекают
сложные физиологические и биохимические процессы. В зависи-
мости от внешних условий эти процессы могут активизироваться
или почти полностью затухать. Жизнедеятельность зерна прояв-
ляется в акте дыхания, а иногда и в прорастании. В результате
дыхания зерно получает энергию, необходимую для жизненных
функций. Процесс дыхания зерна с участием кислорода воздуха
(аэробное дыхание) сопровождается уменьшением массы сухого
вещества зерна, а также образованием воды и выделением тепла.
При анаэробном дыхании (без доступа воздуха) тепло выделяет-
«я в связи с распадом сложных органических веществ на более
простые. Влага в зерне находится в связанном и свободном
состоянии. Количество связанной влаги является почти постоян-
ной величиной и изменяется от 14 до 17%. Влажность зерна 14—
15% называется критической, так как ее превышение вызы-
вает усиление биохимических и физиологических процессов, веду-
щих к значительной потере сухих веществ. Повышение интенсив-
зюсти дыхания при превышении критической влажности объяс-
няется появлением в клетках свободной воды, необходимой для
проявления ферментативной деятельности и биохимических пре-
вращений.

Поскольку зерно (особенно его зародыш) гигроскопично, ври
хранении его происходит влагообмен между зерном и окружаю-
щим воздухом до наступления между ними гигроскопического
равновесия. Влажность зерна, соответствующая гигроскопическо-
му равновесию, называется равновесной и в сильной степени
зависит от относительной влажности воздуха. Так, при 30%-ной
влажности воздуха зерно имеет влажность 9,3%, при 45%-ной —
11,4, при 75%-ной—16,8, при 90%-ной—23,1 и при 100%-ной —
31,2%. При относительной влажности воздуха от 10 до 90% тем-
пература на равновесную влажность зерна практически не влия-
ет. Равновесная влажность зерна возрастает с увеличением
температуры ври относительной влажности воздуха выше 90% и
с уменьшением температуры При влажности воздуха ни-
же 10%.

Кроме парообразной воды зерно поглощает и капельно-жидкую
воду. Если равновесная влажность зерна имеет довольно низкий
предел и почти не зависит от температуры, капельно-жидкая вода
впитывается зерном намного активнее. Указанная способность
возрастает с повышением температуры. Б этом случае влажность
зерна повышается вплоть до того момента, когда начинается про-
цесс прорастания.

Повышение влажности и температуры зерна не только активи-
зирует процессы его жизнедеятельности, но и способствует также
развитию микроорганизмов в партиях хранящейся кукурузы. Оп-
тимальной для жизнедеятельности спор плесневых грибов и фуза-
риума является температура 22—37° С. При температуре, близкой
к нулю, жизнедеятельность микрофлоры прекращается Таким
образом, для создания нормальных условий хранения кукурузы
необходимо удалять из зерна свободную влагу и снижать его тем-
пературу.

Зерно — плохой проводник тепла, поэтому в зерновой массе,
охлажденной зимой, низкая температура удерживается весной и
в начале лета. Однако низкая теплопроводность зерна способ-
ствует п удержанию тепла в очагах самосогревания. Эти очаги
возникают в местах, где межпочаточное или межзерновое про-
странство забито сорной примесью, вследствие чего воздухообмен
почти прекращается и выделяющиеся при дыхании зерна тепло и
влага не удаляются. Для создания нормальных условий хранения
126
Рис. 41 Граница безопасных температур на-
грева зерна кукурузы в течение.

-----кукуруза семенная; ----------свежеубранная;.

2 — 30 мни; 2 — 60 мин, 3 — 90 мин; 4 — 120 МИН.

перед складированием необходимо полностью удалять из зерна
посторонний сор, а из початков — сор и обрушенное зерно.

После уборки в кукурузе продолжаются биохимические про-
цессы, происходит так называемое послеуборочное дозре-
вание, сопровождающееся увеличением всхожести и энергии
прорастания зерна. Нормально вызревшая кукуруза при темпера-
туре наружного воздуха около 18° С достигает наибольшей всхо-
жести через 18—20 дней
хранения. Дозревание ку-
курузы молочно-восковой
спелости в тех же усло-
виях протекает на протя-
жении 25—30 дней. При
хранении кукурузы в по-
чатках наблюдается по-
вышение крахмалистости
зерна за счет уменьшения
содержания растворимых
углеводов в стержнях по-
чатков.

Самые незначительные
изменения, происходящие
в нормально дозревшем
кукурузном зерне, в пер-
вую очередь приводят к
снижению его всхожести.
Поэтому всхожесть куку-

рузы является очень важным показателем, характеризующим све-
жесть и сохранность зерна.

Многочисленными исследованиями доказано, что кукурузное
зерно при нагревании до температуры выше 45—50° С начинает
терять всхожесть.

Потеря всхожести тем больше, чем выше влажность зерна,,
больше отклонение температуры от допустимой и продолжитель-
нее воздействие повышенной температуры. Потеря всхожести при
нагревании кукурузы имеет прямую связь с денатурацией белков.
При нагревании, не сопровождающемся денатурацией белков,,
снижения всхожести зерна не наблюдается. Братерский устано-
вил границы безопасных температур нагрева кукурузного зерна
в течение 30, 60, 90 и 120 мин при различной влажности. На диа-
грамме (рис. 41) ниже кривых находится область допустимых;
влажностей зерна и температур нагрева, а выше — область влаж-
ностей и температур, при которых происходит денатурация белка
и теряется способность зерна к прорастанию.

Промораживание сырой кукурузы также ведет к резкому сни-
жению процента всхожести. При охлаждении зерна влажностью'
до 19% снижения всхожести не наблюдается, при влажности ДО'
24% всхожесть снижается при минус 19° С, при влажности 30% —
минус 13° С ц влажности 35% —при минус 10° С.
Хранение кукурузы

Общие принципы хранения кукурузы. Кукуруза, как отмеча-
лось выше, менее устойчива при хранении, чем другие зерновые
культуры. Среди ботанических подвидов наиболее устойчивой
против заболеваний является кремнистая кукуруза; она и хранит-
ся лучше других. Кукуруза крахмалистая и сахарная хранятся
хуже.

При хранении кукурузы необходимо создать такие условия,
лри которых зерно на протяжении сравнительно длительного вре-
мени не утратило бы своих качеств ври возможно меньших поте-
рях сухих веществ. Для этого нужно снизить влажность зерна до
13—14%, а температуру помещения до 0°С.

Кукурузу принято хранить как в необрушенных початках, так
:и в зерне. Скважистость насыпи кукурузных початков значитель-
но больше, чем зерна. Это создает благоприятные условия для
аэрации и способствует отводу выделяющихся влаги и тепла.
В результате этого необрушенные початки сохраняются значи-
тельно лучше, чем зерно. Кукурузное зерно в насыпи при влаж-
ности 20—22% и температуре 15—20° С начинает интенсивно со-
греваться и портиться уже через 1,5—2,0 сут. Практически куку-
рузное зерно влажностью больше 15% для хранения непригодно.
Кукурузные початки, как показали массовые наблюдения в усло-
виях южных районов страны, где осенью выпадает мало осадков
и в течение долгого времени бывает низкой относительная влаж-
ность воздуха, при наличии аэрации постепенно высыхают и хо-
рошо сохраняются даже при первоначальной влажности зерна
25—27%. Кроме того, как указывалось, в связи с послеуборочным
дозреванием ври хранении в початках крахмалистость зерна за-
метно увеличивается.

Однако для хранения початков требуется в 2,0—2,5 раза боль-
ше емкостей, чем для хранения зерна.

Хранение кукурузного зерна. Нормальное хранение кукуруз-
ного зерна достигается при его влажности не более 15% я при
температуре, близкой к 0°С. Перед складированием зерно долж-
но быть хорошо очищено от сора и зерновой примеси.

При уборке кукурузное зерно почти всегда имеет влажность
выше 20, а часто 25—28%. Поэтому убранные початки предвари-
тельно подвергают естественной^йли искусственной сушке и толь-
ко потом обрушивают или початки обрушивают сразу после
уборки, а искусственной сушке подвергают зерно Полученное
сухое зерно обычно хранят в силосных банках элеваторов или в
механизированных и простых амбарах и под навесами. Сухое
кукурузное зерно при хранении нуждается в периодическом про-
ветривании. Для этого его перекачивают внутри хранилища или
из одного хранилища в другое при помощи транспортирующих
механизмов.

Допустимая продолжительность хранения зерна без проветри-
вания зависит от его влажности и температуры. Чем выше влаж-
128
ность и температура, тем чаще необходимо проветривание. Допу-
стимые сроки хранения початков и кукурузного зерна в зависи-
мости от его влажности и температуры можно приблизительно
определить по диаграмме (рис. 42).

Рис. 42. Схема для определения предельно допустимых сроков хранения куку-
рузы.

Хранение початков- Перед складированием необходимо тща-
тельно перебрать початки, удалить все недозрелые, больные, по-
врежденные и плохо очищенные от обвертки. Особое внимание
должно уделяться выделению из початков обрушенного зерна и
посторонних примесей, способных заполнить пустоты между по-
чатками и этим затруднить воздухообмен. При механизированной
загрузке непосредственно перед хранилищем початки пропускают
через наклонно установленную решетку с продольными щелями
шириной 20—30 мм, в которые проваливаются обрушенное зерно
и сор.

Желательно свежеубранные початки на протяжении несколь-
ких дней подвергнуть воздушно-солнечной сушке. Это мероприятие
повышает устойчивость початков в хранении в связи с тем, что
под воздействием солнечных лучей снижается влажность и поги-
бают имеющиеся на початках микроорганизмы.

В свежеубраиных початках влажность стержня на 10—20%
превышает влажность зерна. В процессе хранения стержень под-
5 Зак. IS5I	129
сыхает интенсивнее, чем зерно, и к концу весны его влажность
бывает на 2—3% ниже влажности зерна. Поэтому выход зерна
товарной влажности при обмолоте свежеубраиных початков бы-
вает меньше, чем при обмолоте высушенных початков.

Следует различать два вида хранения початков: хранение све-
жеубранных початков с влажностью зерна выше 17%, обязатель-
но сопровождающееся их высушиванием; такое хранение-сушка
осуществляется в складах, конструкция которых обеспечивает ак-

Рнс 43 Вид сбоку (а) и поперечный раз-
рез (б) типовой сапетки для хранения
кукурузных початков вместимостью 700 т

тивную (естественную или
искусственную) вентиляцию
початков; хранение почат-
ков с влажностью зерна ие
более 17%, особенно охлаж-
денных, не требующее ак-
тивного вентилирования и
осуществляемое в обычных
складах-амбарах, под наве-
сами и на открытых пло-
щадках Во всех случаях
початки должны быть защи-
щены от атмосферных осад-
ков и воздействия разных

Производственных испаре-
ний. При хранении сухих початков высота насыпи может достигать
5 м без устройства специальных вентиляционных приспособлений.
Склады для хранения початков называются сапетками.
Простая сапетка представляет собой длинный узкий склад на де-
ревянных или каменных столбиках. Стены и пол сапетки дощатые
с промежутками или плетневые. Пол настилают на высоте 30—
40 см от земли. Крыша черепичная или из другого материала,
свободно пропускающего воздух. Сапетка простого типа, приспо-
собленная для ручной загрузки, обычно имеет ширину и высоту
около 2,0 м, длину 30—50 м, вместимость 50—90 т кукурузы.
Длинную сторону сапетки располагают перпендикулярно направ-
лению господствующих ветров, что обеспечивает интенсивное про-
ветривание и сушку кувурузы.

Более совершенным типом является сдвоенная сапетка боль-
ших габаритных размеров, что позволяет механизировать ее за-
грузку. Посередине эта сапетка имеет продольный проем (рис. 43).
Ее ширина 6,15 м; высота стен 4,5 м; при длине около 30 м вме-
стимость около 325 т. Загружают сапетку с помошью передвиж-
ного транспортера, разгружают через нижние люки.

На рис. 44 показан склад-навес для хранения кукурузных по-
чатков, оборудованный переносными напольными воздухораспре-
делительными решетками и передвижным вентилятором для ак-
тивного вентилирования, которое позволяет ускорить сушку по-
чатков и в известных пределах регулировать их температуру, если
проводить просушку и охлаждение кукурузы в хорошую погоду
при низкой относительной влажности воздуха. Необходимо избе-
гать вентилирования влажным воздухом, температура которого
выше температуры кукурузы, так как в этих условиях может
наступить точка росы и на поверхности кукурузы осядет капель-
но-жидкая влага. При активном вентилировании кукурузы необ-
ходимо строго соблюдать инструкцию, которая должна быть спе-
циально разработана для местных условий.

Рис 44 Склад-навес, оборудованный напольно-переносным воздухораспредели-
тельным устройством:

Для хранения початков в СССР применялись также деревян-
ные и железобетонные механизированные сапетки вместимостью
более 5 тыс. и более. Загрузка и разгрузка таких сапеток пол-
ностью механизированы и осуществляются при помощи стацио-
нарно построенных транспортерных лент и ковшовых подъемников.
Сапетки такого типа очень сложны и дороги, а их транспортные
механизмы имеют низкий коэффициент использования. Б настоя-
щее время применяется много механизмов, позволяющих выпол-
нять погрузочно-разгрузочные работы в простых складах почти
без применения ручного труда. Поэтому механизированные са-
петки выходят из обихода.

При размещении кукурузных початков в простых складах или
на открытых площадках для усиления воздухообмена в межло-
чаточных пространствах устраивают специальные горизонтальные
и вертикальные каналы, сообщающиеся с атмосферой. Обычно
это деревянные трехгранные призмы, боковые поверхности кото-
рых представляют собой решетку со щелями шириной 20—25 мм.
Горизонтальные каналы имеют ширину основания 0,5—0,6 м, а
высоту 0,7—1,0 м. Вертикальные каналы делают равносторонни-
ми со стороной 0,3 м. Горизонтальные каналы размещаются на
полу рядами поперек склада на расстоянии 1,8—2,0 м.
Открытые площадки для расположения буртов или бунтов
кукурузы должны быть хорошо спланированы, при этом необхо-
димо предусмотреть устройство водостоков и асфальтирование.
От атмосферных осадков кукурузу, находящуюся на открытых
площадках, укрывают брезентами или полиэтиленовой пленкой,
а в хорошую погоду раскрывают.

На открытых площадках кукурузу хранят кратковременно в
исключительных случаях. Допустимые сроки хранения кукуруз-
ных початков в зависимости от влажности и температуры зерна
ориентировочно можно определить по диаграмме на рис. 43. а. а
зерновой насыпи — по диаграмме на рис. 43,6.

Обмолот початков,, очистка зерна и подача его в производство

Операции по обмолоту початков и подготовке зерна для пере-
дачи в производство наиболее удобно выполнять на элеваторе.
Специально оборудованный для кукурузы элеватор состоит из
приемного устройства, ленточных транспортеров и норий для пе-
ремещения початков и зерна, устройства для обмолота початков,
зерноочистительных сепараторов, сушилки, весов, железобетон-
ных емкостей (силосов, банок, звездочек) для хранения зерна,
аспирационных устройств, вспомогательных приспособлений.

Для обрушивания початков служат специальные молотилки,
состоящие из разъемного неподвижного цилиндра, сваренного из
прутьев круглого сечения диаметром 8 мм. Зазоры между ними
12 мм. В цилиндре вращается барабан с окружной скоростью-
13,5 м/с, имеющий на поверхности ребристые выступы. Початки
подаются в регулируемый зазор между неподвижным цилиндром
(декой) и вращающимся барабаном, зерно обрушивается и вме-
сте со стержнями початков выбрасывается из молотилки.

В СССР выпускается несколько типов таких молотилок про-
изводительностью 10—15 т кукурузы в час. Более производитель-
ной (до 25 т/ч) является молотилка, установленная на Беслан-
ском маисовом комбинате. Ротор молотилки и неподвижная дека
имеют форму усеченного конуса. В зазор между ними початки
подаются со стороны малого диаметра, и вначале происходит об-
рушивание зерна при малой окружной скорости. По мере продви-
жения початков по зазору вдоль оси диаметр ротора увеличи-
вается. а следовательно, увеличивается и окружная скорость, воз-
действие которой испытывают только те зерна кукурузы, которые
прочно удерживаются на початках. Такой принцип обмолота дает
меньше дробленого зерна. Полученная после обмолота смесь зер-
на и стержней разделяется на специальном початочном сепара-
торе, оборудованном двумя решетами и подкладкой. На верхнем
с отверстиями диаметром 12—15 мм выделяются стержни, на-
среднем с отверстиями диаметром 4—6 мм отделяется чистое зер-
но. После этого зерно подвергают дополнительной очистке на зер-
новом сепараторе и направляют на переработку, сушку или непо-
средственно на хранение
Выход зерна товарной влажности при обмолоте початков за-
висит от влажности и сорта кукурузы и колеблется от 74 до 84%.
На заводах СССР эта величина обычно составляет 77—79%.

Кукурузное зерно, направляемое на замачивание, обязательно
взвешивается на автоматических или специальных элеваторных
весах, одновременно определяется его качество. Данные взвеши-
вания и анализа замачиваемой кукурузы являются базисом (ос-
новой) для технохвмического учета производства сырого крах-
мала.

Требования к качеству кукурузы

Современная техническая оснащенность кукурузокрахмальных
предприятий позволяет получать высокие показатели извлечения
и качества крахмала при переработке кукурузы различной сте-
пени роговидности. Наиболее приемлемыми следует считать высо-
коурожайные сорта и гибриды кукурузы, отличающиеся высоким
содержанием крахмала и жира. Высокие технологические пока-
затели обеспечиваются при переработке нормально сохранившей-
ся и хорошо очищенной кукурузы. Содержание сорной примеси не
должно превышать 0,3%, а зерновой 5,0%.

Важно, чтобы кукурузное зерно не подвергалось искусствен-
ной сушке при высоких температурах. Зерно, потерявшее при на-
гревании всхожесть (сопровождаемое денатурацией белков),
перерабатывается с трудом и дает низкий выход крахмала и пло-
хого качества. В данном случае всхожесть зерна является кос-
венным показателем свежести, хотя непосредственного влияния на
ход технологического процесса производства и не оказывает.

Кукуруза, подвергавшаяся нагреванию до температуры не свы-
ше 40—50° С, но потерявшая всхожесть под воздействием низких
температур или других факторов, перерабатывается без затруд-
нений и дает нормальные технологические показатели.

Между размером и натурой * зерен перерабатываемой куку-
рузы и ходом технологического процесса производства зависимо-
сти не наблюдается

Восковидная кукуруза, крахмал которой почти полностью со-
стоит из- амилопектина, перерабатывается так же, как обычная
кукуруза. В настоящее время амилопектинового крахмала во всем
мире вырабатывается около 50 тыс. т в год. В СССР производ-
ственное значение имеет кукуруза сорта Краснодарская воско-
видная.

В последние годы выведены сорта кукурузы, крахмал которой
на 80% состоит из амилозы (крахмал обычной кукурузы содер-
жит амилозы 21—30%). Опыты показывают, что получение из
этой кукурузы высокоамилозного крахмала связано с определен-
ными технологическими трудностями, выращивание такой куку-

Натурой зерна называется его объемная масса (в г/л).
рузы и выработка из нее крахмала еще ле имеют практического
значения. Работы по селекции высокоамилозных сортов кукурузы
продолжаются.

2.	СОРГО

Основные сведения

Род сорго Sorghum Moench относится к семейству злаковых Растение од-
нолетнее. Сорго считается одним из самых засухоустойчивых растений и значи-
тельно превосходит в этом отношении кукурузу Растение сорго ястребов?
тсльно к почве, хорошо переносит повышенное содержание и ней солей и дает
хороший урожай зерна (25—55 д/га)

Всего насчитывается до 34 сортов сорго, из которых для крахмало-паточ-
ной промышленности представляет интерес только одна группа соргив- сорго
зерновое Растения обычно низкорослые, слабокустистые Зерна открытые, легко
шелушатся Масса 1000 зерен 20—40 г

Строение и химический состав зерна

Плод сорго — зерновка, округлая, реже слегка яйцевидная, слабо сдавлен-
ная (см рис. 45) Окраска зерен определяется цветом и толщиной семенной
оболочки Зерно сравнительно крупное Эндосперм бывает мучнистым и рого-
видным На эндосперм приходится 82—88% массы зерновки, зародыш —
6—10, оболочка (цветковые, плодовые, семейные) —7—8%

Рис 45 Метелка зерновки зернового сорго

Сорго имеет следующий химический состав зерна (в % по СВ): крахмал
70—80, белок 9—14, жир 2,5—3,5, клетчатка 2—3, зола 2,0—2,5% Сильно раз-
витый'зародыш богат жиром (28—30%) и белком (17—19%).

По данным Уистлера, в США ежегодно перерабатывается 200—250 тыс т
зерна сорго методом сухого и мокрого помола Схема переработки зерна сорго
134
с целью получения крахмала и побочных продуктов практически не отличается
от схемы переработки кукурузного зерна в те же продукты

В СССР намечено расширить посевы сорго, что даст возможное?! перера-
батывать его и для получения крахмалопродуктов

3.	ПШЕНИЦА

Основные сведения

Как указывалось, пшеница является наиболее древним видом сырья для
производства крахмала В СССР посевные площади, запятые озимой и яровой
пшеницей, достигли в 1978 г соответственно 23,1 и 39,8 млн га я на них было
получено 120,8 млн т валового сбора зерна Это делает СССР самым крупным
в мире производителем пшеницы. Учитывая недостаточное удовлетворение
потребности в крахмалолродуктах. следует в более широких масштабах раз-
вивать и пшенычнокрахмальное производство. К этому побуждают и особые
свойства пшеничного крахмала, и наличие белкового пшеничного комплекса —
клейковины

Пшеиина (TritiCiim 1 ) относится к семейству Gramineae luss и является
однолетним растением Различают около 20 видов пшеницы Около 90% всех
посевов приходится на мягкую пшеницу. Она обладает определенными колосо-
выми признаками (двухрядные, остистые или безостые, с двухрядной стороны
колоса заметен не прикрытый колосками стержень) Удельный вес твердой
пшеницы в посевах яровой культуры составляет 11—13%. Это второй по рас-
пространенности вид, представленный только остистой формой Ости длиннее
колоса, параллельные или слабо расходящиеся Стержень колоса с двухрядной
стороны незаметен.

По хлебопекарным достоинствам все сорта мягкой пшеницы разделяют
на три группы сильные пшеницы, характеризующиеся содержанием сырой клей-
ковины не менее 28% и высокими клебопекарными качествами; средние по силе,
содержащие не менее 20% клейковины и не меисе 11% белка, и слабые, содер-
жащие клейковину плохого качества, а белка и клейковины меньше, чем
средние

К сильным относятся озимые сорта Бевостая I, Белоцерковская 198,
Мироновская 808 н др, и яровые Альбидум 24, Саратовская 29, Цсзнум 31 и
многие другие

Для «сладкого» способа переработки пшеничной муки для получения крах-
мала и клейковины больше всего подходят средние по силе сорта с содержанием
сырой клейковины нс менее 25%.

Строение и химический состав зерна

На рис 46 представлено строение пшеничной зерновки Вверху зерна на
тупом (верхушечном) конце имеется бородка 1. Оболочки защищают семя от
воздействия внешней среды. Внешняя плодовая оболочка (перикарпий) состоит
из трех слоев клеток: продольного поперечного (клетки, лежащие поперек
зерна) 2 и трубчатого 3 Семенная оболочка, или перисперм, состоит также из
трех слоев 4 Под семенной оболочкой находится алейроновый слой 5, клетки
которого заполнены мелкими белковыми тельцами с вкрапленными между ними
мельчайшими капельками жира Крахмала в этом слое ист Во внутренних части
зерновки находится эндосперм 6. Алейроновый слой является внешним слоем
эндосперма Главную массу эндосперма составляет его внутревняя часть,
состоящая из крупных тонкостенных клеток заполненных крахмальными зер-
нами, между которыми находится промежуточный и прикрепленный к крах-
мальным зернам белок Ниже эндосперма расположен щиток 7, плотно связы-
вающий эндосперм б с зародышем 8. Щиток богат ферментами, облегчающими
переход нерастворимых органических веществ в растворимые В зародыше 8
показан зачаточный корешок 9
На рис. 47 в поперечном разрезе хорошо видно описанное выше строение
зерна: плодовая 1 и семенная 2 оболочки, алейроновый слой 3 и мучнистое
ядро 4 эндосперма.

Количественное соотношение составных частей зерна имеет большое техно-
логическое значение. В табл. 43 приводятся данные разных авторов о среднем
массовом соотношении частей зерна пше-

Рис. 46. Продольный
разрез зерновки пше-
ницы.

ницы.

Масса 1000 зерен пшеницы колеблется
от ] 5 до 80 г.

Химический состав зерна пшеницы силь-
но зависит от ее вида и сорта. В среднем
может быть принят следующий химический
состав зерна (в %): вода 13,0—15,0, крах-
мал 58—70, азотистые вещества 11—28,

Рис. 47. Поперечный разрез ча-
сти зерна пшеницы.

жир 1,7—2,3, клетчатка 2,0—2,7, минеральные вещества (зола) 1,6—1,9, мальто-
за и другие сахара 4,8—5,2, пентозаны 7,1—7,9.

Таблица 43. Массовое соотношение частей зерна пшеницы

Эндосперм	Зародыш	Плодовые оболочки	Семенные оболочки	Алейроновый слой	Автор

84,20	1,43	4,46	1,10	8,80	Жирар
81,14	3,15		8,92	6,79	Гришенко
81,60	3,20		15,20		РОменский
При	переработке вместо	зерна	пшеничной	сортовой муки,	в состав кото-

рой переходит главным образом эндосперм, почти все оболочки, зародыш и
алейроновый слой переходят в отруби и используются в сухом виде для произ-
водства кормов. Таким образом, отпадают затраты на высушивание корма,
которые приходится делать при переработке кукурузы методом мокрого помола.
Л. РИС

Рис — одна из наиболее важных и ценных зерновых культур. Коэффи-
циент усвояемости риса самый высокий — до 95,9%. При соответствующей
агротехнике и подборе сортов рис дает самые большие урожаи Среди всех зер-
новых культур. По данным за 1976—1978 гг. средняя урожайность риса соста-
вила в СССР 38,3 ц/га, а валовой сбор в среднем составил 2,11 млн. т в год
(посевная площадь 0,6 мли. га).

При переработке риса получаются мучка и лом (дробленка). Они являются
наиболее подходящим сырьем для производства весьма ценного рисового-
крахмала.

Форма зерна риса бывает от округлой до вытянутой и тонкой. Масса
1000 зерен колеблется от 15 до 45 г. На рис. 48 хорошо видно строение зерна
риса. Колосковая и цветковая чешуя или оболочка 1 покрывает все зерно.
Далее видны эпикарп 2, мезокарп 3, большой слой 4, семенная кожура 5Г
алейроновый слой 6, внутренний эндосперм с клетками, наполненными крахма-
лом 7, зародыш 8, нецветочная оболочка 9, верхушка или ость 10.

На эндосперм приходится 79—80%, алейроновый слой 12—14, плодовые
и семенные оболочки 6—7, зародыш 2,8—3,5% массы обрушенного зерна.

Химический состав рисового зерна (в %); крахмал 70, клетчатка 5,7—12,2,
пентозаны 2—3, сахара 1,5—2,5, белок 6,5—11, жир 1,6—2,7, зола 5,5—6,8.

Выход основного (полированного) риса составляет 37—65% массы зерна,
рисовой мучки — 1,§—4,0%, дроблении — 2,1—11,0% массы зерна.
Глава V. ТЕХНОЛОГИЯ КУКУРУЗНОГО КРАХМАЛА

1.	ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕХНОЛОГИИ КУКУРУЗНОГО КРАХМАЛА

Целью процесса производства сырого кукурузного крахмала
является максимальное извлечение этого полисахарида из зерна
в возможно более чистом виде и с минимальным изменением его
природных свойств, проведение эффективного разделения и под-
готовки к переработке других ценных составных частей зерна,
зародыша, оболочек, белковых веществ и растворимых соедине-
ний.

Эта цель достигается в производстве путем использования
следующих методов воздействия на зерно и промежуточные про-
дукты, получаемые при его переработке:

химического, физического и биологического с Целью размягче-
ния зерна в процессе замачивания для облегчения последующего
разделения его на компоненты;

многоступенчатого мокрого измельчения зерна с сохранением
целого зародыша, минимальным разрушением оболочек зерна и
максимальным освобождением из клеток зерен крахмала;

выделения и промывания зародыша и оболочек мокрым сито-
ванием;

разделения разных по плотности и размеру частиц белка и зе-
рен крахмала под действием центробежных сил с помощью бы-
строходных центробежных сепараторов.

В производстве кукурузного крахмала протекают различные
микробиологические процессы. В одном случае, при замачивании
зерна, направленное молочнокислое брожение не только не ме-
шает, но и помогает производству, однако в других, например
при измельчении зерна, ситовании и разделении крахмала и бел-
ка, развитие микрофлоры затрудняет работу, ухудшает качество
готовой продукции.

Производство кукурузного крахмала включает следующие ос-
новные технологические операция (схема V):

замачивание зерна в теплом растворе разбавленной сернистой
кислоты с целью размягчения зерна и удаления из него основной
части растворимых веществ;

дробление замоченного зерна с целью выделения зародыша;

выделение и промывание зародыша;

тонкое мокрое измельчение зерновой кашки для освобожде-
ния связанных зерен крахмала, заключенных в клетках эндо-
сперма;

выделение из крахмальной суспензии частиц оболочек зерна и
стенок клеток эндосперма, отделение от них свободного крахма-
ла промыванием и мокрым ситованием;

разделение крахмало-белковой суспензии с целью выделения
взвешенных белковых веществ;

промывание крахмала для очистки его от остатка растворен-
ных в основном азотистых веществ.
Кукурузное зерно

Экстракт ------------------Замачивание ч---------------Сернистая кислот»

	Дробление	
-- Отцеживание - и промывание мродыша  1		-►Промывание мезги	  1  Промытая мезга
	Отцеживание кашки  1	1		
Промытый зародыш	Тонкие измельчение	
—Возвратная вода	L " -1  Отцеживание мезги	  1	Возвратная вода ►  1
	Сепарирование крахмального молока			► Сгущение глютена -►

Свежая вода------------"Промывание крахмала

I

Сырой крахмал

Глютен

Схема V. Упрощенная схема производства сырого кукурузного крахмала

Все операции кукурузокрахмального производства проводят в
присутствии значительного количества воды.

При проведении данного технологического процесса из куку-
рузного зерна получают: кукурузный экстракт, используе-
мый после концентрирования в производстве сухих кукурузных
кормов или как основной компонент питательной среды различ-
ных микробиологических производств; зародыш, используемый
для выработки кукурузного масла; мезгу (крупную и мелкую),
применяемую для производства сухих кукурузных кормов или
реализуемую на корм в сыром виде; глютен (кукурузный бе-
лок), применяемый вместе с мезгой как ценный компонент куку-
рузных кормов; очищенный сырой кукурузный крах-
мал, который используют для приготовления сухого крахмала,
модифицированных крахмалов (свойства крахмала изменены в
заданном направлении), крахмальной патоки, глюкозы, глюкоз-
но-фруктозного сиропа, декстринов и других продуктов.

Технологические схемы, которые находят применение при про-
изводстве кукурузного крахмала по методу использования све-
жей воды, разделяют на схему замкнутого и незамкнутого произ-
водственного процесса.

Схема движения воды при незамкнутом и замкнутом процес-
сах производства кукурузного крахмала представлена на рис 49.
Промывная вода

Влага
зерна

Отцеживание и
промывание за-
родыша

I —

Отцеживание и
промывание за-
родыша

Замачива-
ние

Зародыш

Зародыш

Влага
зерна.
м
Замачива-
ние

Дробление

। Влага зародыша

Влага зародышах

Дробление

Выделение___

зародыша

измельчение

Отцеживание
и промыва-
ние мезги-—

Выделение
зародыша

Мезга

Мезга

4

Измельчение

^Влага мезги

влага

Отцеживание
_и промывание
мезги

Разделение
крахмала и
глютена —

IN

Промывание
L крахмала

Сгущение
глютена
|\

Глютен\

г f-----

Сгущение
глютена

Глютен

крахмала

к	/'

^лага крахмала jl

I

Промывная вода б

Крахмал

увлага глютена J

Осветленная
глютеновая вада

Свежая

Разделение
крахмала и
—глютена

Промывание

Влага глютена^ —крахмала

Осветленная глюте-
новая вода

вада-

канализацию

Крахмал

Влага крахмала~\

II

Рис. 49. Схема движения воды при замкнутом I и незамкнутом II процессе про-
изводства кукурузного крахмала.

Схема незамкнутого процесса

При работе по схеме незамкнутого технологического процесса
для замачивания кукурузного зерна н для промывания крахмала,
зародыша и измельченных оболочек используют чистую свежую
воду. Проведение производственных операций в присутствии
большого количества воды сопровождается переходом в жидкую
фазу растворимых веществ зерна. Наибольшее количество их ока-
зывается в замочной и осветленной глютеновой воде — по 5—6%
в пересчете иа сухие вещества зерна. Если на предприятии не
организована утилизация растворимых веществ зерна, то в про-
изводственные стоки уходят и замочная, и осветленная глютено-
вая вода. Это приводит к потерям более 10% сухих веществ зер-
на. Если на предприятии работает установка по сгущению замоч-
ной воды и производству кукурузного экстракта, потери сухих ве-
ществ уменьшаются примерно в два раза.

При работе по схеме незамкнутого процесса зачастую в за-
мочном отделении и для промывания производственных продук-
тов используют холодную воду .В этом случае производственный
процесс называют холодным. Применение холодной воды при
выработке кукурузного крахмала ухудшает показатели отдель-
ных операций, снижает выход крахмала и его качество. В схеме
незамкнутого процесса не производят противоточного промыва
ния продуктов, поэтому соотношение масс расходуемой воды и
-сухих веществ зерна составляет 8—10: 1. Большой сброс произ-
водственных сточных вод, содержащих значительное количество
растворимых органических веществ, требует устройства специ-
альных высокопроизводительных и дорогих очистных сооружений.
В связи с этим в настоящее время осуществляют перевод всех ку-
курузокрахмальных заводов иа работу по схеме замкнутого иро-
изводствеиного процесса.	/

Схема замкнутого процесса

Основной технологической схемой производства кукурузного
-Крахмала является схема замкнутого процесса (см. рис. 49), в
которой предусмотрено многократное противоточное использова-
ние свежей воды, вводимой в производство. По схеме замкнутого
производства свежую воду подают только на промывание крах-
мала иа вакуум-фильтрах или гидроциклоиах, иа остальных про-
изводственных операциях используют возвратную осветленную
глютеновую воду, получаемую при концентрировании и обезвожи-
вании глютена.

При работе по схеме замкнутого процесса растворимые веще-
ства кукурузного зерна, перешедшие из зерна в жидкую фазу
при замачивании, измельчении и ситовании зерна, выводят глав-
ным образом с замочной водой и в небольших количествах с сы-
рыми производственными полупродуктами — зародышем, мез-
гой, глютеном и крахмалом.

Возвратную глютеновую воду при работе по схеме замкнуто-
го процесса производства перед повторным использованием подо-
гревают до температуры 45—50° С. Кукурузное зерно, поступаю-
щее на переработку из замочных чанов, имеет температуру 40—
-45° С, поэтому все промежуточные производственные продукты
имеют температуру 35—38° С.

Главной особенностью замкнутого процесса является строгое
соблюдение баланса воды: свежая вода поступает в произ-
водство только в виде влаги перерабатываемого кукурузного зер-
на и свежей воды на промывание основного конечного продук-
та — сырого крахмала. Выводится вода в основном в виде влаги
жидкого экстракта и других вырабатываемых сырых полупро-
дуктов: зародыша, мезги, глютена, крахмала. Вся остальная по-
требность в воде покрывается за счет многократного использова-
ния производственных вод. Поэтому замкнутый процесс можно
назвать также бессточным (отсутствуют производственные сточ-
ные воды).

По сравнению с незамкнутым замкнутый процесс производст-
ва имеет ряд преимуществ. С осветленной глютеновой водой, по-
ступающей на замачивание зерна, из мельнично-ситового отделе-
ния в замочное выводят большую часть растворимых веществ
зерна. Это позволяет существенно повысить концентрацию жид-
кого экстракта и облегчить его утилизацию. При работе по схе-
ме замкнутого процесса почти полностью используют сухие веще-
ства зерна — потери их составляют 1—1,5%. Соотношение масс
расходуемой свежей воды в этом процессе и сухих веществ зерна
составляет только 2: 1, уменьшаются затраты тепловой энергии
на сгущение экстракта, снижается расход сернистой кислоты, так
как часть ее возвращается в производственный процесс вместе с
осветленной глютеновой водой.

2.	ЗАМАЧИВАНИЕ КУКУРУЗНОГО ЗЕРНА

Замачивание кукурузного зерна — одна из важнейших и наи-
более длительных технологических операций производственного
процесса, от тщательности проведения которой зависят количест-
венные и качественные показатели работы завода сырого куку-
рузного крахмала. Правильное замачивание зерна создает усло-
вия для максимального выделения крахмала из кукурузы и по-
лучения других составных частей зерна с возможно меньшим его
содержанием

По мере созревания зерна, а также при подсушивании его в
послеуборочный период происходят удаление из него влаги и на-
копление сухих веществ, в основном в эндосперме. Это приводит
к усилению связей между оболочками, зародышем и эндоспермом
и упрочнению последнего, особенно его роговидной части.

Щель замачивания — разрыв или ослабление связей между
оболочками, зародышем и эндоспермом, разрушение белковой,
цементирующей прослойки, удерживающей крахмальные зерна в
клетках эндосперма, выведение большей части растворимых ве-
ществ зерна в замочную воду.

Теоретические основы процесса замачивания

Замачивание зерна — один из наиболее простых способов
его размягчения. Погруженное в воду зерно активно вбирает вла-
гу, при этом объем его увеличивается. Составные части зерпа по-
разному реагируют на влагу. Взаимодействие их с влагой зави
сит также от условий замачивания — температуры, продолжи
тельностп, присутствия химических реагентов и др. При нагрева
нии кукурузного зерна в воде до температуры 50° С зерна крах
мала обратимо поглощают влагу. В результате дегидратации вое
станавливается их первоначальный объем без изменения физико
химических свойств крахмала. При нагревании до температурь
выше 50° С набухание зерен крахмала протекает не только <
дальнейшим увеличением объема, но и с изменением физико-хи
мических свойств крахмала.

Белковые вещества зерна при взаимодействии с водой логло
щают ее, увеличивая при этом свой объем. Часть белков перехо
лит в растворимое состояние, белки претерпевают существенные
структурные изменения, подвергаются частичному расщеплению
Гидратация клетчатки оболочек повышает их эластичность, вода
проникающая в пограничные области составных частей зерна
образует между ними прослойки, оказывает смазывающее и рас
клинивающее действие, что существенно ослабляет связи межд}
оболочками, зародышем и эндоспермом.

Таким образом, замачивание зерна в воде создает пред посыл
ки для разделения его на составные части. Однако применение
для замачивания зерна только одной воды не позволяет добитьс»
хороших результатов. Обычно сразу после поглощения зерном
воды начинается активизация его жизнедеятельности, приводя-
щая к потерям сухих веществ зерна и прорастанию. Переходя
щие в растворимое состояние углеводы и белки зерна накаплива
ются в замочной воде и служат хорошей средой для развитиг
микроорганизмов В связи с этим для предупреждения нежела-
тельных процессов при замачивании применяют химические реа-
генты, обладающие способностью прекратить жизнедеятельность
зерна и предотвратить развитие нежелательной микрофлоры. Е
прошлом столетии, при зарождении кукурузокрахмального про-
изводства, в США и других странах для этих целей использовала
раствор едкого натра. В настоящее время для замачивания зерна
широко используют разбавленный раствор сернистой кислоты, ко-
торая прерывает жизнедеятельность зерна, оказывает специфиче-
ское действие на белковые вещества зерна и является хорошим ан-
тисептиком

При замачивании зерна в первую очередь происходит увлаж-
нение оболочек и зародыша, под действием сернистой кислоты
полупроницаемые оболочки зерна становятся проницаемыми, чтс
ускоряет проникновение влаги и реагента внутрь зерна и переход
растворимых веществ, в том числе и белков, из зерна в замочную
воду. В результате растворения и деструкции белков зародыша
зерно утрачивает способность к прорастанию. По мере проникно-
вения влаги и реагента в зерно происходят набухание ы частич-
ное растворение белковых веществ эндосперма, зерно увеличи-
вается в объеме, размягчается. Сернистая кислота обладает так-
же отбеливающим действием.
Известно, что повышение температуры на 10° увеличивает
скорость химических реакций в 2—4 раза и повышает скорость
диффузии химических веществ. Эти закономерности используют
при замачивании зерна с целью ускорения этого процесса. Одна-
ко из-за тепловой нестойкости зерен крахмала повышение темпе-
ратуры не может осуществляться беспредельно. При температу-
рах выше 50° С возможно изменение зерен крахмала с нарушени-
ем их структуры, что затрудняет получение высокого выхода ка-
чественной продукции, а при температуре 58° С начинается клей-
стеризация крахмала. В связи с этим при замачивании кукуруз-
ного зерна стремятся поддерживать температуру 48—50° С.

При замачивании кукурузного зерна, которое протекает обыч-
но около 48 ч, концентрация зернистой кислоты в замочной воде
не остается постоянной. Эта кислота отличается нестойкостью в
условиях замкнутого процесса. При разложении кислоты в атмо-
сферу выделяется диоксид серы, некоторая часть кислоты взаи-
модействует с минеральными веществами и белками зерна и за-
мочной воды и вступает в реакцию с окислителями, образуя при
этом триоксид серы. Это приводит к тому, что исходная концен-
трация кислоты в замочной воде 0,15—0,20% через 24 ч падает
до 0,01%, что создает благоприятные условия для активизации
жизнедеятельности молочнокислых бактерий. В процессе образо-
вания молочной кислоты происходит частичный гидролиз белков
и пептидов в замочной воде, что облегчает концентрирование
жидкого экстракта на выпарных установках при производстве из
нее кукурузного экстракта. Молочная кислота, накапливающая-
ся в замочной воде, способствует размягчению зерна. Она нелету-
ча и при уваривании экстракта удерживает в растворе катионы
магния и кальция, что предотвращает образование нераствори-
мой накипи на поверхности нагрева выпарных аппаратов.

Сернистая кислота при замачивании оказывает определенное
действие на крахмал, особенно при высокой начальной концен-
трации (до 0,3%), что приводит к снижению вязкости его клей-
стеров на 10—20%.

При замачивании стремятся получить замочную воду с как
можно более высоким содержанием растворимых веществ зерна,
что позволяет уменьшить расход тепла на концентрирование эк-
стракта. Высокое содержание сухих веществ зерна в замочной во-
де может быть достигнуто путем снижения расхода воды на за-
мачивание зерна и правильно организованным процессом замачи-
вания. Наибольший эффект удается достигнуть применением про-
тивоточного метода замачивания зерна, при котором свежую сер-
нистую кислоту направляют по замочной батарее противотоком
навстречу свежему зерну. В этом случае замочную воду, посту-
пающую в производство кукурузного экстракта, откачивают из ча-
на, который последним был загружен зерном. При таком методе
замачивания замочная вода контактирует с зерном в течение вре-
мени, необходимого для получения жидкого экстракта макси-
мальной концентрации. Противоточное замачивание обеспечивает
поддержание в батарее максимальной разности концентраций
растворимых веществ в зерне и в замочной воде, что способству-
ет переходу их из зерна в воду.

Набухание зерна

Под набуханием понимают способность твердых тел погло-
щать влагу, увеличивая свой объем без потери однородности.
Степень и скорость набухания кукурузного зерна зависят от его
типа, сорта и состояния, температуры и продолжительности за-

мачивания, а также от присут-
ствия в замочной воде реагентов.
Вода впитывается в зерно в ос-
новном через поры чехлика и
быстро перемещается внутрь в
результате капиллярного дейст-
вия. Зерно зубовидной и полу-
зубовидной кукурузы набухает
сильнее, чем кремнистой; влаж-
ность его при замачивании по-
вышается до 43—45%. Кремни-
стые сорта кукурузы поглощают
при замаливании меньше влаги
(39—41%), хуже набухают и
размягчаются в меньшей степени.
Мелкие и незрелые зерна погло-
щают воды больше, чем крупные
и вызревшие.

О степени набухания зерна
при замачивании можно судить
по изменению влажности замачи-

5 10 15 20 25 30 35 4Z7 45 50

ПрйЗмиа/гпельхо&пь за.чсчибанир^

Рис. 50. Изменение влажности зерна
и его зародыша при замачивании зу-
бовидной (/— зерно, 4— зародыш)
н восковндной кукурузы (2, 3 соот-
ветственно) .

ваемого зерна: она существенно

увеличивается уже в первые 10—12 ч замачивания (рис. 50) и
в дальнейшем повышается лишь незначительно. Увеличение объема
зерна в воде находится в прямой зависимости от количества по-
глощенной воды. Присутствие электролитов (кроме сернистой кис-
лоты) замедляет набухание. Изменение pH в пределах 1—7,5 не
оказывает влияния на степень набухания зерна. Сернистая кис-
лота не изменяет скорости диффузии воды в зерно, но способствует,
как отмечалось, его размягчению и повышает степень набухания.

При увеличении времени замачивания более 36 ч возможно
снижение влажности зерна из-за денатурации части белков (пере-
ход из растворимого состояния в нерастворимое с изменением фи-
зических свойств), происходящей с потерей воды.

Составные части зерна во время замачивания поглощают раз-
ное количество влаги. В большей степени увлажняется зародыш,
содержание влаги в котором после замачивания может достигать
55—60%. Также существенно отличается скорость поглощения
влаги зародышем и эндоспермом. Полное смачивание зародыша
влагой при температуре 49° С происходит менее чем за 4 ч, а эн-
досперма — за 8 ч. Интенсивность набухания полузубовидной ку-
курузы несколько выше, чем восковидной (см. рис. 50).

Изменение химического состава зерна и его компонентов

Во время замачивания под действием сернистой кислоты се-
менная оболочка зерна становится проницаемой, в результате че-
го из зерна в замочную воду диффундирует ряд растворимых ве-
ществ зерна: растворимые углеводы и белки, витамины, свобод-
ные аминокислоты, микроэлементы, минеральные, азотистые и
другие биологически активные вещества.

В США проведено изучение влияния сернистой кислоты на
изменение эндосперма зерна при замачивании. Тонкие срезы ку-
курузного зерна подвергали замачиванию в сернистой кислоте
при температуре 50° С. После замачивания и промывания срезы
окрашивали раствором йода и с помощью микроскопа фиксиро-
вали степень извлечения крахмала и изменения структуры сре-
зов. Установлено, что в период замачивания белковая матрица, в
которую включены зерна крахмала, набухает и разрушается.
Диспергирование белка возрастает по мере увеличения концен-
трации диоксида серы до 0,4%.

Основой действия сернистой кислоты на белки является хими-
ческая реакция взаимодействия бисульфита с дисульфидными
группами белковых молекул, протекающая по уравнению
RS — SR 4- HSO7 RSSO7 + RSH,
где S — сера, R — остаток белковой молекулы.

Белки с восстановленными сульфгидрильными группами об-
ладают повышенной реакционной способностью, легче подверже-
ны гидратации и протеолизу, тиосульфат белка имеет повышен-
ную растворимость в воде. Скорость набухания белка больше и
степень его расщепления выше у свежей кукурузы по сравнению
со старой, высушенной.

Степень освобождения крахмала увеличивалась с ростом кон-
центрации иона бисульфита	от 0,05 до 0,2%. При зна-

чениях ниже 9 pH среды не оказывает существенного влияния на
освобождение крахмала при замачивании тонких срезов эндо-
сперма.

Количество крахмала, пентозанов, жира н клетчатки остается
при замачивании практически неизменным, а их процентное со-
держание после замачивания (к СВ зерна) несколько увеличи-
вается (табл. 44) Такое изменение химического состава зерна
связано с переходом в замочную воду 70% минеральных веществ,
42% растворимых углеводов и 16% азотистых веществ. При этом
зародыш теряет 60%, а эндосперм — около 13—14% белковых
веществ. Указанное различие обусловлено неодинаковым качест-
венным составом белков зародыша и эндосперма. Содержание
растворимых веществ в зерне при замачивании диффузионным
146
Таблица 44. Изменения химнческсго состава зерна кукурузы в результате
замачивания (в °о по СВ)

Составная		После эама- чааяиия	I Составная I  II часть зерна 1	До замачи- вания	После зама чявания
часть зерна	|	НИЯ				
Крахмал  Протеин  Жир	69,3	74,7	Клетчатка	2,3	2,5
	11,2  5,1	8.4  5,4	Растворимые углеводы	3,5	1,7
Пентозаны	4,9	5,3	Зола  Прочие вещества	1,6  1,6	0.5  1,5

Таблица 45. Изменение массовых соотношений в зерне кукурузы в результате
замачивания (в % по СВ)

	,,	1 До замачива- 1 После вамачи-  Часть зерна	|тя	ваиия
Эндосперм Оболочки Зародыш	84,2	85,4  5,2	5,9  10,6	8,7

Итого:	100,0	100,0

методом уменьшается примерно с 8 до 2,5% к концу замачива-
НИЯ-

В процессе замачивания переход растворимых веществ зерна
в воду происходит неравномерно. В первые 10—12 ч в замочной
воде интенсивно накапливаются растворимые вещества. При за-
мачивании разность концентраций растворимых веществ в зерне
и в замочной воде уменьшается, что замедляет скорость их диф-
фузии и переход в замочную воду. Если в первые часы в замоч-
ную воду переходит 60% растворимых веществ, то в последую-
щие 30—40 ч в воду диффундирует только 10—12% их общего ко-

личества. Зародыш содержит бол!
сперм и оболочка — меньше. По-
этому после замачивания массо-
вая доля зародыша падает, а эн-
досперма и оболочек растет
(табл. 45).

Белковые соединения, мине-
ральные вещества и растворимые
углеводы зерна переходят в воду
в основном в начале замачи-
вания. По данным ВНИИК, с
ростом концентрации диоксида
серы в замочной воде до
0,15—0,17% увеличивается коли-
чество белков, переходящих из
зерна в воду. Одиако, дальней-

растворимых веществ, эндо-

Рис 51 Влияние концентрации SO2
на переход азотистых веществ в за-
мочную воду.
Рис 52. Влияние температуры и продол-
жительности замачивания на переход раст-
воримых веществ зерна в замочную воду.

шее увеличение концентра-
ции реагента уменьшает пе-
реход этих веществ в замоч-
ную воду (рис. 51).

Повышение концентра-
ции диоксида серы при за-
мачивании зерна приводит
к увеличению содержания
ионов водорода в зерне и
частичной деструкции крах-
мала.

С ростом температуры
замачивания увеличивается

переход растворимых ве-
ществ в замочную воду
(рис. 52). Однако при тем-
пературах выше 50° С воз-

никает опасность необратимого изменения свойств крахмала, а
также снижения активности молочнокислых бактерий.

Изменение состава замочной воды

При замачивании в жидкую фазу из зерна переходят различ-
ные по составу растворимые вещества. Накопление сухих ве-
ществ в замочной воде в отдельном чане при диффузионном ме-
тоде замачивания протекает почти пропорционально продолжи-
тельности этого процесса (рис. 53).

Уже в первые часы замачивания происходит переход сухих ве-
ществ зерна в замочную воду. Этот процесс протекает почти с
одинаковой интенсивностью в течение всего времени замачивания
и не замедляется даже к концу замачивания (кривая 7). С уве-
личением продолжительности замачивания растет содержание
азотистых веществ в замочной воде (кривая 5). В начале процес-
са, примерно в первые 16 ч, наблюдается рост содержания саха-
ров в замочной воде, затем этот показатель через 24 ч замачива-
ния начинает интенсивно уменьшаться (кривая 2), что обуслов-
лено активизацией деятельности молочнокислых бактерий. Содер-
жание диоксида серы в замочной воде быстро снижается в начале
процесса и достигает значений 0,012% через 22 ч замачивания
(кривая /).

Значение pH замочной воды после введения ее в чан сначала
устанавливается на уровне 3,2, но затем возрастает до 3,9—4,1 и
сохраняется на этом уровне неизменным (кривая 3). Некоторое
изменение pH обусловлено связыванием кислоты зерном и уле-
тучиванием диоксида серы в атмосферу. Стабилизация pH во вто-
рой половине замачивания зерна вызвана образованием молочной
кислоты и ее солей. Замоченное зерно поглощает 0,2—0,4 г диок-
сида серы на 1 кг сухих веществ зерна, т. е. около 13% от коли-
чества этого реагента, введенного с замочной водой.
В результате перехода в замочную воду сухих веществ зерна
она обогащается ценными растворимыми азотистыми и другими

4 6 8 10 12 74 16 18 20 22 ?4 26 28 30 32 J4 36 38 40 42 44
npodai№Ufne'’bHOCfmi замачивания.	\

Рис. 53. Изменение состава замочной воды в чане в процессе замачивания
зерна.

«органическими веществами, содержание которых в полученном в
процессе замачивания жидком экстракте приведено ниже;

Вещество

Белковые вещества (NX 6,25)

Молочная кислота

Углеводы (в пересчете на глюкозу)
Зольные вещества
в том числе калий
» » » магний

Фитиновая кислота

Крахмал

Жир

Пентозаны

Содержание,
% по СВ

35—50

20—25

2—3

15—23

4,5

2,0

7,5

до 0,5

0,5—1

Количество отбираемого из замочных чанов экстракта зависит
от качества замачиваемой кукурузы. Обычно оно составляет око-
ло 100% к массе сухих веществ сырья. При переработке порче-
ного зерна отбор экстракта увеличивают до 120%.
Молочнокислое брожение в процессе замачивания зерна

При загрузке чанов зерном вместе с ним в процесс вводят оп-
ределенную микрофлору. Высокая температура замачивания зер-
на в присутствии сернистой кислоты препятствует активной дея-
тельности микроорганизмов. Однако снижение концентрации сер-
нистой кислоты в замочной воде в процессе замачивания и на-
копление в ней питательных веществ создают условия, при кото-
рых возможно брожение, вызываемое термофильными молочно-
кислыми бактериями. Сахароза быстро превращается в глюкозу
и фруктозу, которые почти полностью используются бактериями
как энергетический источник питания с образованием двух моле-
кул молочной кислоты. Азотистое питание микроорганизмов обес-
печивается перешедшими в замочную воду белками, пептидами и
аминокислотами зерна. Содержание двух последних групп в азо-
тистых веществах составляет 85%. Зерно является первым источ-
ником внесения молочнокислых бактерий в замочную батарею, од
нако основное количество этих микроорганизмов поступает в чаны
с возвратной процессовой водой, которую используют для замачи-
вания зерна. Процесс молочнокислого брожения протекает в ана-
эробных условиях, аэрация замочной воды тормозит его. К концу
процесса замачивания содержание молочной кислоты возрастает
до 1,8 г/100 мл (см. рис. 53, кривая 4).

Почти половина образовавшейся молочной кислоты нейтрали-
зуется основаниями (накопление золы в экстракте—см. рис. 53,
кривая 6), экстрагированными из кукурузы, что обеспечивает ста-
бильное значение pH. В процессе образования молочной кислоты
часть белковых веществ и пептидов подвергается гидролизу, что
облегчает концентрирование жидкого экстракта в выпарных уста-
новках, так как в этом случае уменьшается отложение органиче-
ских и неорганических веществ на поверхности .рагрева аппаратов.
Увеличение концентрации сернистой кислоты, подаваемой в чаны,
может привести к снижению активности молочнокислых бактерий,
уменьшению содержания молочной кислоты в экстракте. Поэтому
концентрацию диоксида серы в кислоте, поступающей на замачи-
вание, поддерживают на таком уровне, чтобы в чанах с зерном че-
рез 24 ч после заливки кислоты содержание диоксида серы в за-
мочной воде было около 0,01%. Молочнокислое брожение проте-
кает активно при температуре 45—52° С. Если температура зама-
чивания опускается ниже 45° С, возможна активация других микро-
организмов с образованием спирта и масляной кислоты, что недо-
пустимо. Скорость откачивания жидкого экстракта (концентриро-
ванной замочной воды) из батареи должна быть достаточно низкой
с учетом времени, необходимого для развития молочнокислых
бактерий.

Условия замачивания и их влияние на выход и качество крахмала

Вопросам оптимизации условий замачивания зерна уделяется
I большое внимание. Основными критериями выбора режима зама-
| 150
чивания являются выход и качество крахмала, состав и биологиче-
ская ценность экстракта как сырья для производства антибиотиков

Решающее влияние на выход крахмала из зерна и его качест-
во оказывают три важнейших условия замачивания: I) концен-
трация сернистой кислоты в замочной воде, подаваемой в чаны;
2) температура замачивания зерна; 3) продолжительность зама-
чивания, Значительное влияние на эти показатели оказывают
также тип и сорт кукурузы, ее качество. Выход крахмала из крем-
нистой кукурузы ниже, чем из зубовидной или полузубовидной.
В настоящее время при переработке качественного сырья концен-
трация диоксида серы в воде, поступающей на замачивание, сос-
тавляет 0,15—0,2%.

С увеличением температуры замачивания до 60° С выход крах-
мала возрастает. Однако применение высоких температур (выше
50° С) недопустимо, так как при этом возможно необратимое на-
бухание зерен крахмала, что приводит к изменению его физичес-
ких и физико-химических свойств и затрудняет разделение крах-
мала и белка.

Продолжительность замачивания зерна зависит от типа пере-
рабатываемой кукурузы, ее качества. Зубовидную кукурузу высо-
кого качества замачивают в течение 32—36 ч, полузубовидную —
48—50 ч. Время замачивания кукурузы повышенной влажности
(после обмолота початков) может быть сокращено на 20—25%.
При замачивании как зерна, высушенного в послеуборочный пе-
риод в жестком тепловом режиме, так и низкокачественного под-
порченного зерна приходится удлинять время замачивания зерна
и несколько повышать концентрацию кислоты и температуру за-
мачивания.

Чрезмерное увеличение времени замачивания приводит к из-
менению свойств крахмала, а именно, к снижению вязкости его
клейстеров, и не повышает выход крахмала.

В результате длительных и тщательно проведенных исследо-
ваний, а также практического опыта установлено, что условиями
замачивания зерна, обеспечивающими высокий выход крахмала,
являются: концентрация SO2 в воде, поступающей на замачива-
ние, 0,10—0,20% в зависимости от метода замачивания и состоя-
ния сырья; температура замочной воды в течение всего периода
замачивания 48—50° С; продолжительность замачивания 32—
50 ч. Оптимальный режим замачивания подбирают на завода?
с учетом типа, сорта п качества перерабатываемой кукурузы.

Замачивание зерна в заводских условиях

Устройство замочных чанов. Для замачивания зерна в произ
водственных условиях используют замочные чаны, укомплекто
ванные в батареи, расположенные в специально оборудованное
отделении завода. В батарею включают нс менее 8 и не боле<
14 чанов Замочное отделение оснашают оборудованием для по
Рис. 54. Чан для замачивания
зерна

45°. На коническое днище

дачи зерна в чаны, чанами и насосами для циркуляции замочной
воды и откачивания жидкого экстракта на выпаривание, подо-
гревателями замочной воды, а также насосами для передачи за-
моченного зерна на дробление.

В замочное отделение зерно транспортируют различными спо-
скребковым транспортером, пневмати-
ческим транспортом или гидравли-
ческой подачей. Обычно из элева-
тора или зерносклада в замочное
отделение подают сухое очищенное
и взвешенное на автоматических
весах зерно. В замочном отделении
для подачи зерна в чаны исполь-
зуют метод гидротранспортирова-
ния зерна по трубопроводам или
желобам, применяя для этой цели
замочную воду из ранее загружен-
ного чана. Такой метод уменьшает
расход воды, снижает потери зерна
при транспортировании, меньше по-
вреждает зерно. Производитель-
ность установок для транспорти-
рования зерна должна обеспечить
загрузку чана зерном не более чем
за 2 ч.

Замачивание зерна осуществля-
ют в чанах, изготовленных из кис-
лотостойкого материала, в основном
из разных пород древесины (лист-
венница, кипарис и др.), алюминия,
железобетона и стали (рис. 54).
В последних двух случаях чаны фу-
теруют кислотостойким материалом.
Чаны состоят из двух частей — верх-
ней цилиндрической 1 и нижней
конической 2 с углом конусности
на деревянных брусках укладывают

решетку (ложное днище) из досок с продольными щелями шири-
ной 3 мм. Зерно задерживается на решетке, а замочная вода про-
ходит сквозь щели н через штуцер 3, находящийся в нижней час-
ти конуса, поступает в приемную трубу насоса для циркуляции
экстракта. Вместо ложного дниша могут быть использованы Дру-
гие устройства для отделения замочной воды от зерна перед по-
ступлением ее в циркуляционный насос. Клепку для деревянных
чанов изготовляют из брусьев толщиной 80—100 мм. При сборке
цилиндрическую часть чанов стягивают специальными бандажа-
ми. Деревянные чаны имеют чугунное конусное днище. Меньшее
основание конуса заканчивается штуцером с задвижкой Лудло
для выпуска замоченного зерна. Стоимость деревяниых чанов
примерно в четыре раза ниже, чем стальных с кислотостойкой фу-
теровкой. На ряде заводов используют чаны, изготовленные из
алюминия.

Замочные чаны закрывают плотной крышкой 4, в которой
имеются отверстия для загрузки зерна, штуцера для ввода раз-
бавленной сернистой кислоты, замочной воды, теплой воды для
промывания и гидротранспортирования замоченного зерна, люк
для осмотра и ремонта чана. Чапы оснащены также штуцерами
для выгрузки замоченного зерна и перекачивания замочной воды.
Вместимость замочных чанов обычно не превышает 89 т по зер-
ну. При расчете замочной батареи принимают время выработки
одного чана не более 4 ч.

При перекачивании замочной воды ее направляют либо в тот
чан, из которого она взята (перекачивание «на себя*), либо по-
дают в следующий по батарее чан. Во время длительного замачи-
вания может происходить охлаждение замочной воды. Во избежа-
ние этого воду при перекачивании пропускают через паровой подо-
греватель инжекционного типа или через трубчатый теплообмен-
ник. Перекачивание воды ускоряет диффузионные процессы при
замачивании.

Все трубопроводы замочного отделения (кроме паровых) долж-
ны быть выполнены из кислотостойких материалов: нержавеющей
стали, пластмассы, стекла, фарфора и т. п.

Методы замачивания зерна. Замачивание кукурузного зерна
осуществляют стационарным или противоточным (диффузион-
ным) методом.

При работе замочной батареи с использованием стацио-
нарного метода зерно загружают в воду, содержащую 0,15—
0,2% диоксида серы, замочную воду периодически циркулируют
«на себя», поддерживая ее температуру на уровне 48—50° С. К
концу замачивания концентрация замочной воды возрастает до
5—6%; ее выкачивают в отделение приготовления кукурузного
экстракта. В чан подают теплую процессовую воду и в течение
4—6 ч промывают ею зерно, не допуская снижения ее температу-
ры ниже 45° С. Промывную воду применяют для приготовления
•сернистой кислоты, используемой в замочном отделении.

Промытое зерно направляют на дробление. При стационарном
замачивании цикл замачивания в каждом чане осуществляется
отдельно. В начале процесса наблюдается наибольшая разница
концентраций растворимых веществ в замочной воде и зерне.
Это обеспечивает высокие скорости диффузионных процессов. К
концу замачивания концентрация растворимых веществ в зерне и
в замочной воде выравнивается, скорость диффузии падает. Бы-
строе снижение pH внутри зерна и высокая концентрация SO2 в
замочной воде в течение всего процесса сдерживают жизнедея-
тельность молочнокислых бактерий, что снижает качество жидко-
го экстракта. Обычно зерно, замоченное стационарным методом,
содержит больше растворимых веществ, чем зерно, замоченное
противоточным методом, полученный жидкий экстракт имеет
пониженную концентрацию, что затрудняет его уваривание. В
связи с этим на предприятиях должен применяться более эффек-
тивный противоточный, так называемый «диффузионный» метод
замачивания зерна.

Противоточный («диффузионный») метод замачи-
вания является более прогрессивным, и его широко используют в
кукурузокрахмальном производстве. Если при стационарном ме-
тоде каждый чан и его оборудование работают независимо от
остальной батареи, то при противоточном методе замочная бата-
рея работает как единое целое. Из батареи периодически выключа-
ют два чана—один на промывание замоченного зерна, второй —
на его выгрузку. В остальных чанах замочная вода либо перекачи-
вается периодически из чана в чан противотоком к поступающему
свежему зерну, либо циркулирует в чане «на себя». При этом за-
мочную воду подогревают. При противоточном методе замачивания
сернистую кислоту, содержащую минимальное количество раство-
римых веществ, подают в хвостовой чан батареи, в котором процесс
замачивания зерна подходит к завершению. После заливки чана
кислотой осуществляют перекачивание ее «на себя» в течение 2—
4 ч, подогревая до температуры 48- -50° С, а затем откачивают в
следующий по загрузке зерна чан. Одновременно производят пе-
рекачивание замочной воды из чана в чан по всей батарее. Из чана
со свежезагруженным зерном после циркуляции «на себя» концен-
трированную замочную воду частично направляют на выпарную
установку для концентрирования, а остаток перекачивают в чан,
загружаемый свежим зерном, который называют «головным». Пе-
ред загрузкой «головного» чана сначала производят его осмотр,
затем закрывают задвижку Лудло и конус заливают замочной во-
дой. Во время загрузки зерна в чан все время подкачивают замоч-
ную воду из предыдущего чана, с тем чтобы зерно было все время
покрыто водой. Чан не догружают зерном не менее чем на высоту
0,6 м, так как во время замачивания зерпо при набухании увеличи-
вает свой объем. После завершения замачивания зерна замочную
воду с еще высокой концентрацией диоксида серы (0,06—0,08%)
перекачивают в чан с более свежим зерном, а чан выключают из
батареи для промывания зерна Цель этой операции — отмывание
зерна от сернистой кислоты и растворимых веществ и снижение его
кислотности.

Промывание зерна производят горячей (48—50° С) осветлен-
ной глютеновой водой в течение 4—6 ч. После завершения опера-
ции промывную воду выкачивают из чана и используют для при-
готовления сернистой кислоты для замочною отделения Замо-
ченное зерно транспортируют в отделение дробления зерна и вы-
деления зародыша. При противоточном методе замачивания со-
храняется высокая разница между концентрацией растворимых
веществ в зерне н в замочной воде. Это обеспечивает высокую
скорость диффузии растворимых компонентов зерна в жидкую
фазу.
Метод противоточного замачивания обеспечивает высокую
концентрацию жидкою экстракта, позволяет более полно извлечь
из зерна растворимые вещества, активизировать действие молоч-
нокислых бактерий и накопить в экстракте достаточное количест-
во молочной кислоты, что облетает процесс уваривания его на
выпарных аппаратах. Содержание сернистой кислоты в жидком
экстракте после замачивания противоточным методом не превы-
шает 0,03% (по SO2), тогда как при стационарном методе этот
показатель достигает 0,05—0,06%.

Работа каждого чана замочной батареи складывается из сле-
дующих операций-

Загрузка зерна и заливка

Замачивание с периодической циркуляцией
Выкачивание -жидкого экстракта
Промывание зерив горячей водой
Выгрузка замоченного зерна

Осмотр чана и подготовка к загрузке
Полный оборот чана

Загрузка чана зерном. После завершения осмотра чана и под-
готовки его к загрузке зерном в чан перекачивают при одновре-
менном подогреве замочную воду из чана, ранее загруженного
зерном. Koi да вода заполнит коническое днище, начинают подачу
зерна. Чан заполняют не полностью, оставляя пустое пространст-
во с расчетом увеличения объема зерна при замачивании.

Замачивание зерна. После окончания загрузки зерна замоч-
ную воду этого и других чанов батареи перекачивают «на себя»
с подогревом и при достижении концентрации сухих веществ 7—
9% перекачивают часть ее в отделение пры отопления кукурузно-
го экстракта. Чап затем заполняют замочной водой, откачивае-
мой из ранее загруженного чана батареи, а в этот чан подают за-
мочную воду из чана, загруженного перед ним, и т. д. Таким об-
разом, замочную воду перекачивают из каждого предыдущего ча-
на в следующий, осуществляя одновременно подогрев воды. Пос-
ле заполнения замочной водой головного чана батареи перекачи-
вание по батарее прекращают и замочную воду снова циркулиру-
ют «па себя».

В хвостовой чан батареи при перекачивании замочной воды по-
дают свежую сернистую кислоту.

Число чередований операций «перекачивание» — «циркуляция
па себя» при замачивании зерна в чане регламентируется частотой
откачивания замочной воды на выпаривание и обычно составляет
около 10. Па замачивание расходуют 147 кг сернистой кислоты.

Промывание и выгрузка замоченного зерна. Готовое замочен-
ное зерно некоторое время находится в контакте со свежен сер-
нистой кислотой концентрацией 0,15—0,2% по ЗОг- Поэтому пе-
ред подачей зерна в производство его промывают горячей водой.
Промывание замоченного зерна осуществляют осветленной глю-
теновой водой темературой около 50° С в течение 4—6 ч. Промыв-
ную воду применяют затем для приготовления сернистой кислоты,
используемой в замочном отделении. Промытое зерно транспорти-
руют на переработку в отделение дробления зерна и выделения
зародыша.

В зависимости от режима процесса и главным образом от сор-
та кукурузы влажность зерна после замачивания составляет 40—
46%. Содержание растворимых веществ в этом зерне не должно
превышать 1,8%.

Устройство замочной батареи

Схема устройства замочной батареи представлена на рис. 55.
Замочная батарея включает замочные чаны I—XII, коллекторы
сернистой кислоты /, горячей замочной воды 2, циркуляционные
насосы 3, подогреватели воды 4, трубы для перекачивания замоч-
ной воды 5, насосы для откачивания замоченного зерна 6, отка-
чивания жидкого экстракта и промывной воды 7.

Рис. 55 Схема устройства замочном батареи

Коммуникации замочной батареи и запорная арматура долж-
ны обеспечить возможность периодического отключения любого
из чанов для промывания и выгрузки зерна, подачи сернистой
кислоты и промывной воды из любого чана батареи, а также для
срочного ремонта.

После замачивания зерно с помощью центробежных насосов
передают по трубопроводам на переработку.
Во время перекачивания замочной воды по батарее ее подогре-
вают паром через инжектор или в трубчатом подогревателе, ко-
торые монтируют на циркуляционных линиях чанов. Расход пара
на подогрев замочной воды при избыточном давлении 0,15 МПа
составляет 157 кг на 1 т кукурузы товарной влажности. Циркуля-
ционные кислотостойкие насосы и подогреватели устанавливают
у каждого чана батареи. Их производительность должна обеспе-
чивать перекачивание замочной воды из одного чана за 2 ч.

При расчете замочной батареи принимают, что 1 № рабочего
объема чана вмещает вместе с водой 0,68 т кукурузного зерна.

В процессе замачивания при подогреве инжекцией конденси-
руется 20 кг греющего пара и испаряется 4 кг влаги на 100 кг су-
хих веществ кукурузы.

Основные показатели процесса замачивания зерна

Обслуживающий персонал и лаборатории осуществляют по-
стоянный контроль за ходом процесса замачивания зерна. Посту-
пающее в производство зерно должно быть предварительно очи-
щено на зерновых сепараторах от мелкой зерновой и минераль-
ной примеси (проход через сито с отверстиями 2,5—3 мм), круп-
ных посторонних частиц (остаток на сите с отверстиями 14—
16 мм), металлических примесей, песка и камней. Учет количест-
ва очищенного зерна, переданного в производство, осуществляют
взвешиванием на автоматических весах.

При замачивании зерна тщательно следят за концентрацией
сернистой кислоты, температурой замочной воды, соблюдением
графика замачивания зерна и его промывания. Повышенное со-
держание растворимых веществ затрудняет получение крахмала
высокого качества. Азотистые растворимые вещества крахмала
ухудшают качество крахмальной патоки и глюкозы.

Кислотность замоченного и промытого зерна не превышает
70 мл 0,1 н. раствора гидроокиси натрия на 100 г сухих веществ
зерна. Она зависит как от качества перерабатываемой кукурузы,
так и от соблюдения режима замачивания. Хорошо замоченное
зерно должно раздавливаться при сжатии между пальцами руки.
Отбор экстракта из замочных чанов составляет 0,8—1 т на 1 т
сухих веществ зерна, концентрация его при замкнутом процессе
производства должна быть 7—9%, выход сухих веществ зерна с
экстрактом находится на том же уровне. При содержании сухих
веществ в замочной воде ниже 7% существенно возрастает рас-
ход пара на концентрирование экстракта, однако если этот пока-
затель выше 9%, ухудшается замачивание зерна и может сни-
зиться качество крахмала.

При переработке кукурузы низкого качества (пересушенной,
пораженной микрофлорой) температуру замачивания рекомен-
дуется в начале процесса повысить до 55° С.

Концентрация сернистой кислоты, подаваемой в замочные ча-
ны, должна составлять 0,15—0,2% в зависимости от качества зер-
на. При переработке зерна высокого качества расход сернистой
кислоты уменьшают. Высокая концентрация диоксида серы в за-
мочной воде снижает активность молочнокислых бактерий, что
влияет на накопление в замочной воде молочной кислоты и созда-
ет трудности при сгущении экстракта в выпарных аппаратах. Со-
держание молочной кислоты в замочной воде при правильном ре-
жиме замачивания составляет 0,8—1,2%.

Нарушения режима работы замочной батареи

В работе замочной батареи могут встретиться следующие на-
рушения технологического режима.

В случае попадания в чаны зерна с большим содержанием сор-
ной и мелкой зерновой примеси могут засоряться щели устройст-
ва для отделения замочной воды от зерна или образоваться в ча-
не «мертвые» зоны. Это приводит к ухудшению циркуляции за-
мочной воды и неравномерному замачиванию зерна.

При переработке зерна ухудшенного качества в начале зама-
чивания резко падает концентрация диоксида серы в замочных
чанах. В этом случае рекомендуется повысить концентрацию сер-
нистой кислоты, используемой в замочном отделении.

Выход из строя системы подогрева замочной воды или ослаб-
ленный контроль за ее работой приводят либо к снижению, либо
к повышению температуры замачивания. В первом случае ухуд-
шается степень замачивания зерна, во втором (при повышении
температуры выше 60° С) возможна клейстеризация крахмала.
Необходимо тщательно следить за исправным состоянием подогре-
вателей и постоянно контролировать процесс подогрева замочной
воды. На передовых предприятиях осуществляют автоматизиро-
ванный контроль и регулирование температуры нагревания за-
мочной воды.

Замоченное размягченное кукурузное зерно при охлаждении
снова становится твердым. Это происходит в том случае, когда
для промывания зерна или для его транспортирования использу-
ют холодную воду. Затвердевание зерна является результатом из-
менения физических свойств его белковых веществ, упорядочения
и упрочнения их структуры. Переработка такого зерна затрудне-
на, при его измельчении уменьшается количество освобожденного
крахмала, затрудняется разделение крахмала и белка. Обслужи-
вающий персонал должен тщательно следить за соблюдением
технологического режима и нс допускать охлаждения замоченно-
го зерна.

Совершенствование процесса замачивания зерна

Замачивание кукурузного зерна — самая длительная технологическая опера
ния производства кукурузного крахмала — осуществляется в громоздких чанах,
занимающих значительную производственную площадь Каждый чаи батареи
имеет большое количество запорной арматуры, что затрудняет сю обслужива-
ние Сернистая кислота и летучий диоксид серы интенсивно коррозируют метал-
лическое оборудование и конструкции
Все это побуждает к разработке более совершенных методов замачивания
зерна Основными направлениями при этом являются-

1)	интенсификация процесса замачивания,

2)	переход от периодического к непрерывному процессу замачивания,

3)	замена сернистой кислоты другими реагентами.

При замачивании кукурузного зерна протекает ряд физико-химических
процессов, важнейшими из которых являются диффузия воды и ионов бисуль
фита внутрь зерна, гидратация и взаимодействие ионов бисульфита с белками
зерна Контакты и реакции воды и ионов бисульфита с компонентами зерна
протекают на поверхности раздела фаз. т. с относятся к гетерогенным взаимо-
действиям. Скорость таких реакций зависит от- способа проведения процесса,
в первую очередь от поверхности соприкосновении фаз, скорости диффузии
рсагонта в эндосперме зерна Интенсификация процесса замачивания может быть
достигнута путем увеличения поверхности раздела фаз и повышения скорости
диффузии.

А С Сипягин предложил метод ускорения процесса замачивания путем
увлажнения поверхности сухого зерна в течение 40—60 мни, измельчения зерна
сухим способом, удаления зародыша и оболочек Дробленый эндосперм замачи-
вают затем 8—9 ч в молочной кислоте при температуре 50° С, а после этого
в разбавленной сернистой кислоте (0,1*4 SO2). После замачивания зерно пере-
рабатывают обычным методом. Имеются данные о производстве крахмала из
грубоизмельченного обезжиренного эндосперма в Италии Продолжительность
замачивания такого сырья 16—20 ч

Н Н Трегубовым предложено интенсифицировать процесс замачивании
зерна путем снятия части оболочки с сухого зерна обдиркой и замачивания его
в течение 12—20 ч при температуре 48—50° С в 0,25—0,3 %-ном растворе SOs
Затем зерно дробят и удаляют зародыш Измельченный эндосперм дополни-
тельно замачивают в замочной воде в течение 4—5 ч и далее перерабатывают
обычным методом

Имеется много предложений по замене сернистой кислоты другими, менее
агрессивными реагентами Исследования сотрудников ВНИИ крахмалопродук-
тов А. II Сугулова и Т Н Масленниковой показали, что бисульфит натрия
может быть использован для замачивания зерна с высоким эффектом Преиму-
ществами этого реагента являются более низкая коррозионная способность,
высокая устойчивость в растворах, следовательно, меньшее выделение в атмо-
сферу диоксида серы по сравнению с выделением его при использовании серни-
стой кислоты. По действию и стабильности в растворах к бисульфиту натрия
приближается пиросульфит натрия, транспортируемый в порошкообразном виде

Во ВНИИ крахмалопродуктов разработана конструкция батареи для
непрерывного замачивания зерна, предусматривающая перемещение зерна из
чана в чан с помощью эрлифтных подъемников Перед поступлением в следую-
щий по батарее чан зерно отцеживают от замочной воды на дуговом сите
Отделенную от зерна замочную воду подщревают и перемешают по батарее
гавстречу зерну.

Э.	ПРИГОТОВЛЕНИЕ СЕРНИСТОЙ КИСЛОТЫ

Сернистую кислоту в производстве кукурузного крахмала ис-
пользуют при проведении разных технологических операций: как
специфический реагент при замачивании, улучшающий подготов-
ку зерна к переработке; как антисептик, предупреждающий разви-
тие микроорганизмов в производственных продуктах и аппара-
тах; как электролит, обеспечивающий требуемое значение pH, что
необходимо для улучшения разделения крахмала и белка. Сер-
нистая кислота обладает отбеливающей способностью, что умень-
шает цветность крахмала, повышает его белизну.

Приготовленную сернистую кислоту расходуют следующим
образом: примерно 75% реагента используют на замачивание
зерна, 5 — на промывание крахмала, 20% направляют в мель-

нично-ситовое отделение.

Сернистую кислоту обычно приготовляют на каждом кукуру-
зокрахмальном заводе путем сжигания серы с последующим рас-
творением образующегося диоксида серы в воде. Для приготов-

ления сернистой кислоты при заводах сырого крахмала строят

Рис. 56 Схема приготовления сер-
нистой кислоты.

специальные отделения с печами
для сжигания серы, сублимато-
рами, абсорберами для насыще-
ния воды диоксидом серы и сбор-
никами кислоты (рис. 56).

Приготовление диоксида серы
осуществляют путем сжигания
серы в непрерывноработающих
вращающихся печах. В печь серу
подают при помощи шнекового
питателя или лопаткой вручную
непосредственно в загрузочное
окно. Печь до подачи в нее серы
должна быть тщательно разогре-
та. Разогрев печи и газоходов
осуществляют сжиганием в них
дров или другого горючего мате-
риала. После прогрева из печи
удаляют золу, загружают серу и
включают двигатель, приводящий
печь во вращение. Серу, подавае-
мую в печь, необходимо предва-
рительно измельчать (диаметр
кусков не должен превышать 2—
3 см). Во время работы печь

должна быть раскалена так,
чтобы сера находилась в ней в жидкой и легкоподвижной форме.
При чрезмерном разогреве печи расплавленная сера загустевает

и плохо сгорает.

Слой расплавленной серы в барабане должен находиться не-
сколько ниже горловины. С целью интенсификации процесса го-
рения серы во вращающемся барабане вдоль оси у стен радиаль-
но устанавливают насадки, увеличивающие зеркало горения рас-
плавленной серы. Воздух для сжигания серы подают в печь через
•специальные отверстия в загрузочном окне, а также через отвер-
стия в горловине, соединяющей печь с смесительной камерой или
сублиматором.

Для регулирования поступления воздуха в печь площадь отвер-
стий изменяют с помощью заслонок. Количество воздуха, подавае-
мого в печь и смесительную камеру, регулируют так, чтобы содер-
жание диоксида серы в газе было как можно выше, а после сме-
сительной камеры в газе не оставалось бы возогнапной серы.
Горение серы — процесс экзотермический, протекающий в со-
ответствии с уравнением

S + О2 = SO2 + 297 кДж/г-моль.

Содержание диоксида серы в газовоздущной смеси составляет
7—10%. Скорость движения смеси в газоходах 5—6 м/с. При
сжигании серы в печах с насадками содержание этого вещества
увеличивается до 16%. Большой избыток воздуха, подаваемого в
установку для сжигания серы, приводит к получению газа с пони-
женным содержанием диоксида серы, что ухудшает поглощение
последнего в абсорберах и увеличивает потери SO2 с газами, ухо-
дящими из абсорберов.

Вращающийся барабан 6 (рис. 56) печи соединен неподвиж-
ной горловиной 5 со смесительной камерой 4 или сублиматором.
Внутри камеры имеется вертикальная перегородка с отверстием
внизу для прохода газовоздушной смеси из первого отделения
камеры во второе. Вследствие дополнительного поступления воз-
духа через окна горловины здесь происходит сгорание возогнан-
ной серы. Несгоревшая возогнанная сера может осесть на стен-
ках газоходов 3 и закупорить их. В смесительной камере происхо-
дит осаждение пыли и золы, осадок периодически выгребают из
камеры через устроенное внизу отверстие Печь периодически ос-
танавливают для очистки от золы и грязи. Стенки сублиматора
охлаждают водой, что обеспечивает возможность конденсации
возогнанной серы в сублиматоре и предотвращает попадание ее в
газоходы.

Приготовление сернистой кислоты осуществляют путем насы-
щения воды сернистым ангидридом в абсорберах, в которых газ
поднимается вверх навстречу мелким струйкам и брызгам кас-
кадно стекающей по полкам воды. Абсорберы представляют собой
цилиндры диаметром 1—1,2 м и высотой 10—10,5 м, изготовлен-
ные из дерева, нержавеющей стали или другого кислотостойкого
материала. Внутри башни к стенкам прикреплены 10—12 гори-
зонтальных полок, между стенками и полками оставлены прохо-
ды для газа. Вода, подаваемая в абсорбер сверху, стекает струй-
ками с полки на полку, насыщаясь при этом сернистым ангидри-
дом. Для более полного поглощения SO2 газ пропускают через
две последовательно установленные башни 2, I на рис. 56. Из вто-
рой башни газ выводят в атмосферу, содержание SO2 в нем долж-
но быть не более 0,25%.

С целью обеспечения прохода газо-воздушной смеси через две
башни в трубе для вывода газа из второй башни в атмосферу под-
держивают разрежение 59—78 Па. Такое разрежение может быть
обеспечено установкой абсорберов на высоте 20—25 м над серни-
стыми печами и отсосом газа из второй башни с помощью парово-
го или воздушного эжектора. На некоторых заводах диоксид серы
подают в поглотительные башни с помощью вентилятора или осу-
ществляют отсос газа из башни вентилятором и выводят его в ат-

6 Зак J65I

161
мосферу. В этих случаях установка башен может быть произведена
на одной отметке с сернистыми печами или несколько выше их

Газопроводы для подачи газа в поглотительные башни монти-
руют в виде прямых вертикальных и предельно коротких горизон-
тальных участков, предусмотрев на них необходимое количество
ревизий для осмотра и прочистки газохода по всей длине.

При нормальной работе сернистых печей температура газа пе-
ред абсорберами должна быть 90—95° С. Концентрация диоксида
серы в воде после абсорберов зависит от содержания реагента в
газе и от температуры воды, подаваемой в абсорберы Чем выше
содержание диоксида серы в газе и чем ниже температура воды,
тем выше концентрация кислоты (табл 46).

Таблица 46. Содержание диоксида серы в воде (в %)

	Температура воды в абсорбере. 'С		
Содержание SO, в газе. %	г0	20	|	30	|	40	50

10	1,77	1,28	0,89	0,63	0,45
8	1.52	1,03	0,71	0,50	0.35
6	1,08	0,78	0,54	0.33	0.26
4	0.72	0,52	0.35	0.25	0,18
2	0,35	0,25	0.19	0.14	0,09
Для приготовления сернистой			КИСЛОТЫ	на вторые	абсорберы

подают промывную воду из замочного отделения. Концентрация
SO2 в этой кислоте составляет 0,2%, ее используют для замачива-
ния зерна. На первые абсорберы подают осветленную глютеновую
воду с более низким содержанием растворимых веществ. Получен-
ную на этих башнях кислоту с концентрацией SO2 0,45—0,55% ис-
пользуют в мельнично-ситовом отделении завода. Для получения
растворов такой концентрации необходимо, чтобы при температуре
воды, поступающей на башни, равной 40° С, содержание диоксида
серы в газе, подаваемом на первую башню, было не ниже 8%,
а на вторую — не менее 4 %.

Поддержание заданной концентрации кислоты обеспечивают
регулированием количества сжигаемой серы и воды, подаваемой
на башни. Расход серы составляет 3—4 кг на 1т сухих веществ
перерабатываемого зерна.

В некоторых случаях для приготовления сернистой кислоты ис-
пользуют жидкий технический сернистый ангидрид. Сжижение
SO2 производят на химических предприятиях. В таком виде этот
реагент представляет собой бесцветную легкоподвижную жид-
кость с температурой кипения минус 10° С при атмосферном дав-
лении В безводном состоянии жидкий диоксид серы инертен, поэ-
тому его транспортируют и хранят в стальных резервуарах или в
железнодорожных цистернах, защищенных изоляцией от нагрева-
ния солнечными лучами. Транспортирование жидкого реагента на
предприятиях осуществляют по стальным трубам Насыщение во-
162
ды диоксидом серы производят простым барботированием его в
воду с помощью устройства, изготовленного из кислотостойкого
материала, хорошо диспергирующего газ и установленного у дна
сборника для приготовления кислоты. Сернистый газ может быть
также введен непосредственно в продуктовые сборники технологи-
ческой линии производства крахмала. Масса 1 л диоксида серы
при 0°С и давлении 101 кПа равна 2,9266 г. Расход жидкого SOg
на предприятиях США 1 кг на 1 т перерабатываемой кукурузы.

Применение жидкого диоксида серы снижает затраты на при-
готовление сернистой кислоты.

4.	ДРОБЛЕНИЕ ЗЕРНА. ВЫДЕЛЕНИЕ И ПРОМЫВАНИЕ ЗАРОДЫША

Зародыш является одной из наиболее ценных составных частей
зерна. После замачивания содержание в нем жира составляет
около 55% в пересчете на сухие вещества; на зародыш приходит-
ся 7,5—8,5% СВ зерна. В процессе замачивания зародыш стано-
вится эластичным, связи его с эндоспермом и оболочками разры-
ваются или ослабевают, что облегчает выделение зародыша.

Целью дробления зерна является разрушение его на несколь-
ко частей таким образом, чтобы в максимальной степени освобо-
дить зародыш в целом виде. Технологический процесс дробления
зерна взаимосвязан с выделением зародыша и его промыванием.

Транспортирование и очистка замоченного зерна

Замоченное зерно передают из чанов в производство при помо-
щи гидротранспортеров. Иногда осуществляют комбинированное
транспортирование — гидроподачу по горизонтали и подъем но-
рией по вертикали. Гидротранспортирование зерна производят ли-
бо по герметично закрытым трубопроводам, обеспечивая затем
вертикальный подъем смеси зерна и воды с помощью центро-
бежных насосов, либо сначала зерно перемещают по гидротранс-
портерным канавкам или желобам, а затем поднимают по трубам
центробежным насосом. В качестве транспортирующей жидкости
применяют горячую замочную воду или крахмальную суспензию
низкой концентрации. Соотношение зерно: вода при гидроподаче
составляет 1 :3.

Транспортирующую жидкость используют многократно. Поэто-
му после подъема смеси зерно—вода ее направляют для разделе-
ния компонентов смеси на отцеживающее дуговое сито.

Несмотря на тщательную очистку сухого зерна в нем все же
остаются посторонние примеси либо соразмерные зерну, либо при-
липшие к нему частицы песка, почвы. Для отделения примесей,
имеющих плотность выше, чем плотность зерна, используют аппа-
раты разного типа. Наибольшее распространение получили гидро-
цикл оны. Их устанавливают на напорной линии центробежного
насоса гидроподачи смеси зерно—вода перед дуговыми ситами.

Принцип работы гидроциклона рассмотрен в разделе «Технс

6*	1Ь5
логин картофельного крахмала». Схема устройства гидроциклона
для выделения минеральной примеси, разработанного во
ВНИИКе, представлена на рис. 57. Зерно-водяную смесь насосом
по касательной через патрубок 1 подают в цилиндрическую часть
циклона. Под действием центробежной силы тяжелые примеси

прижимаются к стенкам циклона, теряют скорость и постепенно

Рис. 57. Устройство гид-
роциклона для выделе-
ния минеральной при-
меси

опускаются к накопителю 2 тяжелых при-
месей. Зерно-водяная смесь через патру-
бок 8 поступает в верхнюю камеру цилинд-
рической части циклопа, и затем через
патрубок 7 ее отводят на сито разделения
зерна и воды. Особенностью устройства
гидроциклона является возможность отбо-
ра во время работы через трубу 5 части
транспортирующей жидкости и подача ее
в накопитель минеральных примесей для
создания подпора и отделения зерна от
оседающей тяжелой примеси. Для отбора
жидкости в цилиндрической части циклона
закреплен диск 6 с наружным диаметром
меньшим, чем внутренний диаметр цик-
лона. Периодически из накопителя тяже-
лые примеси выгружают через отверстие 3,
закрытое клапаном 4. При подъеме клапан
открывает отверстие 3 и одновременно за-
крывает отверстие нижней насадки цик-
лона.

После отделения тяжелых примесей зер-

но-водяная смесь поступает на сито для
разделения замоченного зерна и воды Обычно для этих целей
используют дуговые сита. Принцип устройства дугового сита для
разделения смеси зерно — вода показан на рис 58. Сито состоит
из корпуса / и ситовой поверхности 3, изогнутой по дуге опре-
деленного диаметра и закрепленной в корпусе. В верхней части
сита находится питатель 2, из которого продукт для разделения
через щелевидный выход тангенциально вводят на ситовую по-
верхность. В нижней части корпуса имеются приемники для над-
ситового 4 и подситового продукта 5. При движении по поверхности
сита частицы продукта приобретают центробежную силу, под дей-
ствием которой происходит фракционирование разделяемого про-

дукта.

Производительность дуговых сит Q (в м3/ч) может быть опре-
делена по формуле

<2 = kFv,

где k — коэффициент, учитывающий условия ввода продукта, конструкцию
рабочей поверхности, ее радиус кривизны; F — г\лашг!а. живого сечения сит, м2;
v — скорость ввода исходного продукта, м/с

Дуговые сита применяют на разных технологических операци-
ях производства кукурузного крахмала — на отцеживании и про-
164
Рис 58 Принцип уст-
ройства дугового сита.

осуществляют выделе-

мывапии зародыша, мезги, на рафпиировке крахмальной суспен
зии. В каждом отдельном случае используют сита различной коп
етрукции, оснащенные разными ситовыми поверхностями.

Для разделения смеси зерно—вода применяют дуговые сита с
центральным углом дуги ситовой поверхности 45—60° и длиной ее
1,2—1.4 м При ширине сита 1 м и использовании колосниковой
щелевой сетки с шириной щели 2—3 мм одно сито обеспечивает
в сугкп разделение смеси 600 т зерна и
гидротранспортерной воды.

После разделения на ситс надентовой
продукт—замоченное .зерно направляют
в бункер, установленный над дробилками,
л подситовой — гидротранспс ртерпую жид-
кость — возвращают в систему гпдропо-
дачн зерна.

Применение для гидроподачи жидкой
фазы повышенной плотности (суспензии
крахмала) облегчает транспортирование
замоченного зерна. В этом случае полно-
стью утилизируется свободный крахмал, вы-
деляемый из дробленого зерна при замачи-
вании и транспортировании, сокращается
расход воды, так как для транспортиро-
вания зерна используют не осветленную
замочную волу, а суспензию крахмала с
сит промывания зародыша.

Техника дробления зерна и устройство
дробилок

Основной целью дробления зерна яв-
ляется освобождение целого зародыша.
Для успешного решения этой задачи замо-
ченное зерно подвергают двукратному
дроблению п каждой раз после дробления

нне зародыша. Дробление зерна производят на машинах ударного
действия.

Производительность дробилок зависит от частоты вращения
ротора, диаметра дисков и устройства рабочей поверхности За-
траты энергии на измельчение определяют равномерность подачи
продукта на измельчение, его состав, состояние рабочих элементов
измельчителя. Необходимо стремиться, чтобы затрачиваемая энер-
I ия расходовалась в максимальной степени на решение поставлен-
ной задачи — измельчение зерна па несколько частей с освобожде-
нием целого зародыша.

Освобождение зародыша из зерна путем дробления возможно
блаюдаря тому, что в процессе замачивания он становится элас-
тичным, мало подвергается измельчению при дроблении зерна п
легко отделяется от эндосперма и оболочек. При первом дроблс-
нии зерно разрушают на 4—6 частей. При этом происходит выде-
ление 20—25% крахмала от его содержания в зерне. В основном
освобождаются зерна крахмала мучнистой части эндосперма. Бо-
лее тонкое дробление недопустимо, так как оно вызывает измель-
чение зародыша, несмотря на его большую эластичность. Дробле-
ный зародыш труднее выделить из кашки. При попадании частиц
зародыша на измельчители тонкого помола ухудшается их работа,
в крахмале повышается содержание жира, что снижает его каче-
ство. При высушивании выделенного дробленого зародыша проис-
ходит окисление масла, а это повышает его кислотность, т. е.
ухудшает качество.

На второе дробление поступает кашка из гидроциклонов пер-
вого выделения зародыша после предварительного отцеживания
на дуговых ентах с колосниковой сеткой, имеющей щели 1,6—
2 мм. Отцеживание необходимо для создания определенной конси-
стенции продукта, поступающего на дробление, что облегчает ос-
вобождение связанного зародыша и снижает расход энергии на
измельчение. Второе дробление проводят таким образом, чтобы
обеспечить наиболее полное освобождение связанного зародыша,
не подвергая его измельчению. На втором дроблении происходит
освобождение еще 15—19% крахмала.

Высокое качество дробления может быть достигнуто путем пи-
тания дробилок и поддержания заданной консистенции продукта,
поступающего на измельчение, а именно в 1 л продукта должно
содержаться'250—300 у сухого вещества зерна.

Дробление замоченного зерна осуществляют на дисковых дро-
билках, оснащенных одним неподвижным и вторым вращающим-
ся диском, на которых концентрически расположены конические
пирамидальные или цилиндрические рабочие элементы.

Устройство дробилки марки ЗД2-Д-250, имеющей производи-
тельность до 200 т/сут по товарному зерну, приведено на рис. 59.
В дробилку кукуруза поступает через воронку 5, закрепленную
на крышке 4. Основным рабочим органом такой дробилки являет-
ся ротор 8, закрепленный на коническом конце горизонтального
вала 10 и удерживаемый на нем гайкой с радиальными лопатка-
ми 9. Ротор имеет несущий и рабочий диски, па последнем распо-
ложены концентрически семь рядов ударных элементов пирами-
дальной формы 7, рабочий диск крепится к несущему диску болта-
ми. Вал дробилки установлен в корпусе 11 на подшипниках каче-
ния и приводится во вращение от электродвигателя через упру-
гую муфту. На откидной крышке камеры дробления 6 на четы-
рех тягах установлен невращающийся диск 2, на рабочей части
которого по концентрическим окружностям также расположены
семь рядов пирамидальных зубьев 1, размещающихся при сборке
и сближении неподвижного и вращающегося дисков в межрядном
пространстве зубьев последнего. Невращающийся диск вместе с
тягами может перемещаться в осевом направлении по направляю-
щим с помощью механизма регулирования 3 зазора, выполненно-
166
го в виде винтовой пары. Диск устанавливают в требуемом поло-
жении, обеспечивая необходимый для работы зазор. Он удержи-
вается в этом положении пружинами, преодолевающими давление
на диск со стороны измельчаемого продукта, находящегося между
рабочими дисками. При увеличении давления продукта пружины
неподвижного диска сжимаются и расстояние между дисками уве-

личивается до уравновешивания
сил, действующих на ротор: сил
давления продукта и сил упруго-
сти пружины. Пружины предо
храняют зубья от поломок при
попадании с зерном твердых
предметов.

Для повышения срока служ-
бы рабочих органов дробилки
предусмотрено выполнение рабо-
чих дисков из нержавеющей ста-
ли с закладными штампованными
пальцами из стали высокой абра-
зивной стойкости. Нержавеющую
сталь применяют для изготовле-
ния всех частей машины, контак-
тирующих с продуктом.

Работает дробилка следую-
щим образом. Замоченное зерно с

Рис 59. Дробилка марки
ЗД2-Д-250.

сопровождающей суспензией крахмала поступает в питающую
воронку и попадает на направляющие лопатки центральной гайки
Под действием центробежной сялы зерно поступает в зазор межд}
дисками, измельчается и отбрасывается в приемную камеру для
измельченного зерна. По мере износа зубьев, а также при измене-
нии производительности дробилки зазор между дисками измени
ют регулирующим механизмом. Дробилка оснащена секторным
питателем, имеющим индивидуальный привод от электродвигате
ля через червячный редуктор и клиноременную передачу. На вто-
ром дроблении используют эти же дробилки, производительност!
их в 1,2—1,3 раза выше, чем на первом.

Для заводов, имеющих производительность около 100 т/сут п<
зерну, выпускают дробилку ударного действия марки РЗ-ПДК-10(
(рис. 60). Основным рабочим органом машины является горизон
тальный ротор 7, закрепленный на верхнем коническом конце вер
тикального вала 1. Ротор состоит из план-шайбы и приворачивае
мого к ней рабочего диска с четырьмя рядами концентрическг
расположенных сменных измельчающих элементов—пальцев 2
Последние удерживаются на диске кольцом, прижимаемым к не
му болтами. К отъемной крышке 5 дробилки крепится неподвиж
ный диск 4 с установленными на нем концентрически расположен
ными четырьмя рядами пальцев 3. Ряды неподвижных пальце!
диска в собранной дробилке находятся между рядами пальце!
вращающегося ротора. На крышке дробилки установлена воронкг
6 с распределительным конусом для подачи исходного материала
в центр ротора. Вал дробилки, расположенный в корпусе 8 на под-
шипниках качения, приводится в действие от электродвигателя
клиноременной передачей.

Пальцы рабочих органов дробилки, изготовленные из нержа-
веющей стали, подвергнуты термообработке, увеличивающей их
_	износостойкость. Длительный

Рис. 60. .Дробилка марки
РЗ-ПДК-100.

тора должна быть увеличена на
билках приведены в табл. 47.

срок службы измельчающих эле-
ментов позволяет отказаться от
устройства для регулирования
зазора между дисками.

При работе дробилки замо-
ченную кукурузу подают через
воронку в центр ротора. Под
действием центробежной силы
зерно проходит между ротором и
неподвижным диском к перифе-
рии, ударяясь о движущиеся и
неподвижные пальцы и измель-
чаясь при этом. Прв использова-
нии такой дробилки иа втором
дроблении угловая скорость ро-
10—12%. Основные данные о дро-

Таблица 47. Техническая характеристика дробилок

Показатель	ЗД2-Д-250	РЗ-ПДК-100
Производительность по кукурузе товарной влажности, т/сут  иа I дроблении	200	100
на II дроблении	До 270	до 150
Диаметр ротора, мм	1000	690
Количество пар концентрических рядов из-	7	4
мельчающих элементов  Частота вращения, об/мин	985	880 на I дроблении
Материал измельчающих элементов	Нержавеющая сталь	980 иа II дроблении Нержавеющая сталь
Срок службы измельчающих элементов, ч Установочная мощность привода, кВт	3000	3000
	55	30

Применение в дробилке рабочих органов из нержавеющей ста-
ли увеличивает срок их эксплуатации между профилактическими
ремонтами, повышает надежность их работы и качество измель-
чения.-

.-Достижение высоких показателей выхода и качества выде-
ленного зародыша может быть обеспечено только прн соблюде-
нии ряда технологических требований.
Если на дрооление поступает плохо замоченное твердое зер
но, то из-за низкой эластичности зародыш подвергается измель
чению. Это же происходит при переработке кукурузы, высушен
ной при недопустимо высокой температуре.

При замене дисков на дробилках, а также при проведен™
ремонтных работ необходимо следить за параллельностью уста
новки подвижного и неподвижного дисков, их соосностью
Чрезмерный износ ударных рабочих элементов снижает произво
дительность дробилок, вызывает ухудшение качества дробления

Поступающий на измельчение продукт должен содержат!
определенное количество твердой и жидкой фазы. Их соотноше
ние обычно равно 1 : 3. При избытке жидкой фазы продукт быст
рее проходит дробилку, что приводит к ухудшению качества из.
мельчения и повышению расхода энергии. При недостатке жид-
кой фазы повышается вязкость материала, скорость прохода егс
через дробилку падает. Это приводит к чрезмерному измельче-
нию зерна, затрудняет работу дробилок. Влажность продукта т
первом дроблении регулируют количеством суспензии крахмала
подаваемой в приемную воронку дробилки вместе с зерном. При
отцеживании кашки перед вторым дроблением дуговые сита
должны работать так, чтобы надситовый продукт, поступающий
в дробилку, имел влажность не более 75%. При плохой работе
сит отцеживания на второе дробление поступает кашка с боль-
шим количеством свободного крахмала и мелких частиц эндо-
сперма. Это приводит к загрузке дробилки продуктом, не подле-
жащим измельчению, что снижает эффективность второго дроб-
ления, приводит к перерасходу энергии.

Качество измельченного продукта зависит от равномерности
подачи исходного материала на дробление. Перегрузка дробилок
ухудшает измельчение. Поэтому перед первым дроблением целе-
сообразно устанавливать шнековый или шлюзовый дозатор, что
стабилизирует нагрузку не только дробилок, цо и, что очень важ-
но, всего остального оборудования завода.

При правильном ведении процесса в кашке после первого
дробления содержание целых зерен должно быть не более 1%,
а после второго — не должно быть целых зерен. Содержание
связанного зародыша в кашке после второго дробления не более
0,3%. На первом дроблении из зерна освобождается 75—85%
зародыша, на втором — 15—20%.

Выделение и промывание зародыша

После первого и второго дробления получают кашку, содер-
жащую твердую и жидкую фазы. Первая представлена: частица-
ми эндосперма зерна, имеющими разный размер и форму, сво-
бодным (в основном целым) зародышем; грубыми и тонкими'
оболочками зерна; крахмалом и частицами белка (глютена).
Жидкая фаза кашки включает воду и незначительную часть раст-
воримых веществ зерна (белков, углеводов и минеральных ве-
ществ) .

Основной целью операции выделения и промывания зародыша
является максимальное извлечение зародыша из кашки вместе
с суспензией крахмала, отделение зародыша от суспензии сито-

Хошкц

Рис 61 Гидроциклон для выделения заро-
дыша

ванием и последующее про-
мывание зародыша па ситах
для удаления свободного
крахмала.

Кукурузный зародыш об-
ладает высокой масличпо-
стью, в результате чего его
плотность значительно мень-
ше плотности эндосперма.
Для выделения зародыша
широко используют гидро-
циклонные установки раз-
личной конструкции, в кото-
рых разделение зародыша и
эндосперма производят под
действием центробежных
сил, возникающих при по-
явлении вращательного дви-
жения у струи, введенной в
цилиндрическую часть цик-
лона под давлением по ка-
сательной к ней. Для виде
ления зародыша из кашки
обычно используют гидро-
циклоны, имеющие диаметр
цилиндрической части от 120
до 550 мм.

Устройство гидроциклона
диаметром 200 мм показано
па рис. 61. Гидроциклон за-
креплен на стойке 5, имею-

щей опорную плиту, цилинд-
рическая часть с входным соплом 8 прикреплена к конической
части 4 на фланцах. Камера жидкого схода 7, соединенная с ци-
линдрической частью, заканчивается патрубком для вывода жид-
кого схода 6. Насадка жидкого схода 5 привернута к днищу
камеры жидкого схода 7. Насадка сгущенного схода 3 зажата

между фланцем конической части гидроциклона и фланцем па-
трубка для выхода сгущенного схода 2. Сгущенный сход из гидро-
циклона поступает в приемную воронку 1, а оттуда на следующую

технологическую операцию.

Гндроциклоны для отделения зародыша работают следующим
образом. После измельчения зерна на дробилках кашку, содер-
жащую суспензию крахмала, частицы зерна, отделившиеся от
зерна оболочки и свободный зародыш направляют в сборник с
метальным механизмом. Из этого сборника под давлением
0,2—0,25 МПа, создаваемым центробежным насосом, продукт по-
дают в гидроциклон, где он и его компоненты получают враща-
тельное движение по спирали, ось которой совпадает с осью гид-
роциклона В результате вращения частицы, находящиеся в про-
дукте, в зависимости от их плотности, размера и формы подвер-
гаются разделению под действием образующихся центробежных
сил.

Продукт, вводимый в гидроциклон, делится на две части:
жидкая фракция, содержащая зародыш и основную часть суспен-
зии крахмала, выходит из гидроциклона через насадку 5 в каме-
ру 7, а из нее на последующую обработку; тяжелая фракция,
содержащая частицы зерна, оболочки и часть суспензии крахма-
ла, выходит через насадку 3 и патрубок 2 в воронку 1. Для вы-
деления зародыша из кашки после первого и второго дробления,
а также на контрольном отделении зародыша обычно использу-
ют гидроциклоны одинаковой конструкции.

С целью получения высокого выхода зародыша и обеспече-
ния его чистоты на каждой стадии выделения зародыша приме-
няют свой технологический режим. Это позволяет получить за-
родыш с минимальным содержанием оболочек и эндосперма и
кашку с незначительным содержанием зародыша. Решающая
роль для нормальной работы гидроциклонов принадлежит регу-
лированию концентрации крахмальной суспензии и консистенции
продукта, подаваемого на разделение. Продукт, поступающий на
первую стадию выделения зародыша, должен иметь концентра-
цию суспензии крахмала 12—13%, консистенцию около 230 г/д
(вес сырой лепешки, полученной в результате фильтрации под
вакуумом 1 л продукта). При таких показателях продукта, по-
ступающего на разделение, часть зародыша, связанного с эндо-
спермом, попадает в тяжелую фракцию и поступает на дробил-
ки второго дробления.

Для полного выделения зародыша и получения кашки с ми-
нимальным содержанием зародыша продукт, идущий на вторую
стадию выделения зародыша, должен иметь концентрацию сус-
пензии 14—15%, консистенцию — 280 г/л. При таких условиях в
жидкую фракцию переходит не только свободный, но и связан-
ный зародыш.

При контрольном выделении зародыша на гидроциклонах про-
дукт должен иметь концентрацию суспензии 10—11% и конси-
стенцию около 200 г/л. В таких условиях зародыш, связанный с
эндоспермом, при разделении уходит со сгущенным сходом на
второе дробление и выделение зародыша, что позволяет переве-
сти связанный зародыш в свободный и затем выделить его. Из
системы дробления зерна и выделения зародыша на последую-
щие станции производства уходят два продукта — кашка, содер-
жание зародыша в которой не должно превышать 0,3%, и сус-
пензия с зародышем, содержание пелевы и эндосперма в кото-
рой должно быть не более 15% к отделенному на сите заро-
дышу.

Для выделения зародыша используют гидроциклоны разного
типоразмера (табл. 48).

Таблица 48. Техническая характеристика гидроциклонов

Показатель	ГЗ-2	ГЗ-4	ГЗ-250	ГЗ-ЗОО	ГЗ-550
Производительность по товарной кукурузе, т/ч	До 5	ЙДо 7.5	До 7,5	До 14	До 30
Диаметр цилиндрической части, мм	200	200	250	300	550
Высота конуса, мм	520	600	640	1190	1650
Общая высота рабочей камеры, мм	813	910	936	1470	1860
Размер сопла для питания, мм Диаметр сопла, мм	045	060	24x65	25x70	0145
для отвода нижнего схода	50	40	55	47	80
для отвода верхнего схода	60	59	55	70	100
Давление'питания, МПа	0,2	0,3	0,25	До 0,2	До 0,25
Мощность электродвигателя, кВт	13	13	13	13	22

Качество разделения и производительность гидроциклонов за-
висят от давления питания, состава и свойств массы, поступаю-
щей на разделение. Установки гидроциклонов обеспечивают вы-
деление 90% свободного зародыша при однократном разделении
и до 98% при двукратном.

Применение гидроцнклонов вместо корытных зародышеотде-
лителей позволяет существенно интенсифицировать процесс,
уменьшить необходимую производственную площадь, улучшить

По А

Рис. 62. Дуговое сито СД-1.

условия труда.

Для отделения от за-
родыша суспензии, содер-
жащей свободный крах-
мал, жидкий сход кон-
трольных гидроциклонов
направляют и а сита отце-
живания и промывания
крахмала. Эта технологи-
ческая операция может
быть осуществлена на си-
товых аппаратах различ-
ной конструкции.

Для отцеживания и
промывания зародыша
применяют дуговые сита,
оснащенные щелевой ко-
лосниковой сеткой с ши-
риной щели 2 мм. например типа СД-1 (рис. 62). Через патрубок 1
крахмальная суспензия с зародышем поступает в приемник 2.
Через щель питателя, регулируемую механизмом 5, продукт посту-
пает на сито 3, закрепленное прижимами 4. Прошедшее через сито
крахмальное молоко собирается под ним и выходит в патрубок 7.
Отцеженный зародыш через лоток 6 сходит с сита. Разработана
конструкция станции ду-

ювых сит для промыва-
ния зародыша модели
РЗ-ПСЗ-200. Станция
включает три сблокиро-
ванных дуговых сита,
укомплектованных сбор-
никами приема подсито-
вого продукта, насосом,
питателями. Сита предна-
значены для отцежива-
ния и двукратного про-
мывания зародыша, сито
3-го промывания зароды-
ша п шнек-пресс для ме-
ханического обезвожива-
ния устанавливают в про-
изводственном помеще-
нии отделения сушки за-
родыша и приготовления
кукурузного масла.

Схема работы станции
представлена на рис. 63.
Смесь зародыша и сус-
пензии крахмала, выде-
ленная на гидроциклонах
очистки зародыша, посту-
пает в сборник /, откуда
ее насосом 2 подают в

Рис. 63 Схема станций дуговых сит для

отцеживания.

промывания и обезвожива-

ния зародыша

питатель сита отцеживания зародыша 3, имеющего рабочую
поверхность площадью 1 м2 и работающего при небольшом напо-
ре струи, выходящей из питателя через три сопла на ситовую по-
верхность под давлением 0,1 МПа. Сито отцеживания имеет ра-
диус кривизны 600 мм и длину дуги около 120°. В нижней части
это сито и сито для 1-го промывания зародыша имеют попереч-
ный желоб и установленный над ними ороситель.

Отцеженная суспензия крахмала стекает в сборник 4, откуда
ее направляют в систему выделения зародыша на гидроцикло-
нах. Зародыш с сита отцеживания поступает в желоб, куда с
помощью насоса 8 через сопла оросителя подают суспензию крах-
мала, отделенную на сите 2-го промывания зародыша 7. Напор
струи обеспечивает интенсивное перемешивание зародыша и про-
мывной суспензии. Смешанный с суспензией зародыш переливает-
ся через край желоба сита отцеживания и попадает на распо-
ложенное ниже сито 1-го промывания зародыша 5, имеющее си-
товую поверхность плошадью около 0,6 м2.

На сита 1-го и 2-го промывания продукт поступает без напо-
ра. При движении вдоль ситовой поверхности на сите 5 зародыш
так же обезвоживается и поступает в желоб, куда через сопловой
ороситель из сборника 14 подают с помощью насоса 15 суспен-
зию с сит 3-го промывания зародыша 12. Крахмальную суспен-
зию с сит 1-го промывания зародыша собирают в сборник 6,
откуда направляют на станцию первого дробления зерна. Из же-
лоба зародыш с суспензией поступает на сито 2-го промывания
зародыша 7, которое работает так же, как и сито 1-го промыва-
ния. Отцеженная на этом сите суспензия поступает в сборник 9,
откуда насосом 8 суспензию подают на сито 1-го промывания
зародыша.

Воду для промывания вводят в зародыш, отцеженный на си-
те 7 и поступающий в сборник 10. Из последнего насосом И за-
родыш перекачивают на сито 12 для 3-го промывания. Промытый
зародыш дополнительно обезвоживают на шнек-прессе 13. Сус-
пензию с сита 12 и воду, отжатую со шнек-пресса 13 собирают
в сборнике 14.

Таким образом, на ситовой станции осуществляют противо-
точное промывание зародыша. Станция имеет производитель-
ность 200 т/сут по товарному зерну. Дуговые сита оснащены ко-
лосниковой сеткой из нержавеющей стали с шириной щели
1,6—2,0 мм.

Содержание свободного крахмала в отмытом зародыше не
более 1 % в пересчете на сухие вещества продукта, влажность за-
родыша с сита 3-го промывания не превышает 72%, а с шнек-
пресса 60%. Выход сухих веществ зародыша составляет 6,5—
7,5% массы безводной кукурузы, поступившей на переработку.

Технологические показатели работы дробилок,
гидроциклонов и сит для промывания зародыша

Хорошие технологические показатели процесса дробления зер-
на, выделения и промывания зародыша получают при соблюде-
нии следующих условий: высокое качество замоченного зерна,
хорошее состояние и высокая эксплуатационная надежность обо-
рудования, ритмичность работы завода.

При контроле и регулировании технологического процесса на
этом участке завода необходимо выдерживать приводимые ниже
показатели:

Показатель

Норматив

Влажность кашки после первого и второго дробления, 75,0
%

Содержание целых зерен в кашке, %, не более
после первого дробления	1,0

после второго дробления	Не допускаются
Концентрация суспензии крахмала, % по СВ

в кашке перед 1-м гадроцщ, лоном	12—13

в кашке перед 2-м гвдрсциклоном	14—15

в продукте перед контрольным гидроцяклоном	10—П

Консистенция кашки, г/л, не более

в кашке перед 1-м гидроцпклоном	230

в кашке перед 2-м гидрсгдацктном	280

в продукте перед контрольным гидроциклоиом	200

Температура продуктов при дроблении и выделении за-	35—38

родыша, °C

Содержание SO2 п продуктах, %	0,03—0,04

Содержание зародыша в кашке перед [Вмельчителями 0,5
тонкого помола, %, не более

Содержание кашки и пелевы в зародыше, %, не более 15,0
Общее содержание крахмала (связанного и свободного) 10,0
в промытом зародыше. %, ие более

При работе дробилок, гидроциклонов и сит для иромываииг
зародыша могут иметь место различные помехи и неполадки, при
чины возникновения которых необходимо знать. Наиболее чаете
встречаются следующие нарушения технологического режима

При нормальной работе дробилок наблюдается плохое отде
ление зародыша от эндосперма, мало выделяется свободное
крахмала (что снижает концентрацию суспензий в сборника?
перед гидроциклонами) и ухудшается выделение зародыша. Этс
обычно происходит при переработке плохо замоченного ил!
твердого нестандартного зерна, высушенного при недопустимо вы
сокой температуре.

Гидроциклоны выделяют чистый зародыш, но часть его ухо
дит с кашкой через нижнюю насадку. Это может быть следстви
ем снижения концентрации суспензии в продукте, лоступающеъ
на разделение, а также увеличения в результате износа диамет
ра нижней насадки.

При достаточно полном выделении зародыша в нем увеличи
лось содержание кашки и пелевы. Причина этого может заклю
чаться в росте концентрации суспензии в поступающем на гид
роциклоны продукте, в уменьшении размера нижней насадк!
или увеличении размера верхней насадки.

Ухудшилось разделение продукта, в результате чего в заро
дыш попадает кашка, а в сгущенный продукт — зародыш. Эт<
происходит при снижении давления в трубопроводе подачи про
дукта в гидроциклоны, а также при увеличении плотности каш
ки.

5.	ПОМОЛ КАШКИ

Назначение помола кашки

Кукурузная кашка, из которой выделен зародыш, лредставля
ет собой систему, содержащую воду, некоторое количество раст
воримых веществ зерна, свободный крахмал, частицы неразру
шейного, главным образом роговидного, эндосперма и оболочек
Замачивание и дробление зерна не обеспечивает полного разру
шения связей, удерживающих крахмальные зерна в клетках ро-
говидной части эндосперма. Для более полного освобождения
зерен крахмала частицы неразрушенного эндосперма необходи-
мо подвергнуть механическому воздействию — помолу, который
представляет собой тонкое мокрое измельчение. Частицы эндо-
сперма имеют разный размер — крупные, остающиеся на сите с
отверстиями диаметром 1,6 мм, и мелкие» называемые крупкой,
проходящие через это сито.

Оболочки зерна в основном состоят из клетчатки. После
увлажнения они становятся эластичными и с трудом подверга-
ются измельчению. При помоле кашки следует стремиться про-
изводить минимальные затраты на измельчение оболочек, так
как это не увеличивает выход крахмала. После помола оболочки
зерна образуют так называемую крупную мезгу, частицы,
.''которые не проходят через сита с отверстиями диаметром 0,6 мм.
Внутренние оболочки зерна менее прочные, они подвержены из-
мельчению в большей степени, чем грубые наружные. После по-
мола эти оболочки вместе с разорванными стенками клеток эн-
досперма образуют мелкую мезгу, частички которой проходят
через сито с отверстиями диаметром 0.6 мм и задерживаются на
капроновом сите № 67—73.

Зерна крахмала обладают достаточной прочностью и упру-
гостью и при мокром помоле практически не подвергаются за-
метному разрушению.

При помоле белок эндосперма разрушается и получаются мел-
кие частицы размером 1—2 мкм, что обеспечивает освобождение
зерен крахмала из белковой «матрицы».

Тонкое измельчение эндосперма зерна протекает со значи-
тельным удельным расходом электроэнергии, поэтому при про-
ведении этой технологической операции стремятся создать усло-
вия, обеспечивающие расход электроэнергии, направленный
именно на разрушение клеток эндосперма, белковой «матрицы»
и освобождение зерен крахмала.

Чтобы не перегружать измельчители продуктом, от кашки
предварительно отделяют избыток влаги, свободный крахмал,
нерастворимый белок и часть мелкой мезги. Для этого кашку
после выделения зародыша направляют на дуговое сито для от-
цеживания с ситовой капроновой тканью № 29.

Суспензия, прошедшая через это сито (первое крахмальное
молоко), кроме свободного крахмала содержит мелкие частицы
эндосперма—крупку. Для выделения последней первое крах-
мальное молоко обрабатывают на дуговых ситах и крупку воз-
вращают на тонкое измельчение. Дуговые сита для отделения
крупки оснащают капроновыми ситами № 64—70, что позволяет
получить суспензию, содержащую крахмал, некоторое количество
белка и незначительное количество мелкой мезги. Кашку и круп-
ку с дуговых сит, имеющую определенную консистенцию (около
.480_мл/л),'направляют в перемешиватель — питатель, установ-
ленный над измельчающими машинами.
Машины для помола кашки

До недавнего времени помол (тонкое измельчение) кэшке
производили на жерновых поставах, камни которых имели спе
циально выполненную насечку. Жерновые постава являются мель
ницами истирающего действия. Основными недостатками эти?
машин являются высокая удельная энергоемкость, затрата энер
гни на ненужное измельчение оболочек, высокое содержание е
продукте после помола мелкой мезги, недостаточное измельчение
эндосперма, большие трудовые затраты на восстановление рабо
чей поверхности камней.

В последние годы на кукурузокрахмальных заводах жерно
вые постава заменены измельчителями ударного действия. Отли
чительной особенностью машин этого типа является то, что ис-
ходный продукт измельчают в них в основном ударом, т. е. е
них почти совершенно отсутствует сдвигающее воздействие из-
мельчающих элементов на частицы продукта. Благодаря этому
не происходит значительного измельчения оболочек и существен-
но снижается содержание мелкой мезги в готовом продукте В
машинах ударного действия достаточно велики зазоры между
измельчающими элементами, что дает возможность применять
значительно более высокие скорости рабочих элементов, чем е
истирающих мельницах. Это повышает производительность ма-
шин ударного действия, позволяет увеличить выход свободного
крахмала.

Измельчающая машина ударного действия с двумя вращаю-
щимися в противоположные стороны роторами марки РЗ-ПМ2-
К-160 схематично показана на рис. 64. Основными рабочими
органами этой машины являются ударный ротор 2 и концентри-
чески расположенный внутри него центробежный ротор 3 с ло-
пастями. Ударный ротор состоит из диска и несущего кольца,
между которыми установлен с определенным шагом один ряд
измельчающих элементов -— пальцев 6 диаметром 22 мм. Диск и
кольцо стягивают болтами, защищенными от износа втулками
того же диаметра, что и пальцы. Общее количество пальцев и
втулок на роторе 72. Частота вращения ударного ротора, укреп-
ленного на валу электродвигателя мощностью 100 кВт,
1460 об/мин.

Центробежный ротор 3 состоит из двух дисков, между кото-
рыми установлены 36 радиальных лопастей. Диски стягивают
болтами, защищенными от износа втулками. Лопасти вставляют
в пазы дисков и после предельно допустимого износа заменяют
новыми. Ротор крепят на коническом конце вала 4 промежуточ-
ной опоры, установленного на подшипниках качения в корпусе 5.
Он приводится во вращение от электродвигателя мощностью
100 кВт через упругую муфту. Частота вращения центробежного
ротора 2960 об/мин. Оба ротора помещены в камер}' с отвер-
стиями для ввода исходного и вывода измельченного продукта.
Для обеспечения доступа к рабочим органам электродвигатель,
приводящий в движение ударный ротор, установлен на подвнж
ной станине, которая вместе с двигателем, ротором и крышкой
корпуса может перемещаться по общей раме с помощью реечно-
го механизма.

Рис 64 Измельчающая машина марки РЗ-ПМ2 К-150

Из питателя-перемешивателя кашка поступает в центральную
часть центробежного ротора, где ее подхватывают лопасти и от-
брасывают на пальцы ударного ротора. Расстояние между паль-
цами (шаг) подобрано таким образом, чтобы исключить возмож-
ное прохождение частиц между ними без удара. Это позволяет
получить более однородный по степени измельчения продукт.
При встрече с пальцами под действием сильного удара частицы
эндосперма подвергают измельчению, что обеспечивает разруше-
ние стенок клеток белковой матрицы и приводит к освобожде-
нию зерен крахмала.

В корпусе / против роторных ударных пальцев концентрично
им установлен ряд неподвижных (статорных) пальцев 7
тром 22 мм и с шагом 32 мм. Эти рабочие элементы предназна-
чены для дополнительного измельчения частиц эндосперма. Кро-
ме того, встречаясь с неподвижными пальцами, частицы теряют
скорость, в результате чего уменьшается износ стенки камеры
измельчителя.

При измельчении в центробежных измельчающих машинах
частицы подвергаются сложному воздействию, сущность которого

I иллюстрирует схема на рис. 65. Кашка из питающей воронки по-
ступает в центральную часть центробежного ротора, разбрасы-
вается или подхватывается лопастями /, на которых распреде-

I 178
Рис. 65 Схема движения частицы в
измельчающей машине.

ляется тонким слоем. В результате быстрого вращения ротора
с частотой си под действием центробежной силы частицы зерна 2
движутся вдоль лопастей со скоростью t»i. При выходе из ротора
частицы приобретают скорость v2, которая является геометриче-
ской суммой окружной скорости ротора Оз и скорости гц. Таким
образом, лопасти центробежного ротора сообщают частицам ис-
ходного продукта высокую начальную скорость и направляют
эти частицы навстречу быстро
движущимся пальцам 3 ударного
ротора, имеющего частоту вра-
щения со2. При столкновении с
ними частицы испытывают удар,
сила которого определяется сум-
марной скоростью, получаемой
геометрическим сложением ско-
рости v2 и скорости ударных
пальцев v$. Измельченная кашка
ударным ротором и его пальцами
с большой скоростью отбрасы-
вается на неподвижные отража-
тельные пальцы 4. При этом про

исходит измельчение частиц эндосперма, после чего кашка выхо-
дит из машины.

Измельчающая машина марки РЗ-ПМ2-К-150 имеет произво-
дительность до 150 т/сут по товарной кукурузе. Ее центробеж-
ный ротор имеет диаметр 800, ударный —920 мм. Относительная
скорость роторов составляет 190,5 м/с. Для заводов малой мощ-
ности выпускают измельчающую машину марки ПМК-50.

Основные данные о машинах для тонкого измельчения при-
ведены в табл. 49.

Таблица 49. Техническая характеристика машин для тонкого (вмельчеиня

Показатель	'	| ПМ2-К 150 |	| ПМК-50

Производительность по кукурузе гозарной влажности, т/ч	До 7,5	До 2,5

Содержание связанного крахмала при переработке стандарт-	До 16	До 16

кого зерна, %

Соотношение содержания крупной и метой мезги в измель-	4:1	4:1

ченном гфодукте

Окружная скорость роторов, м/с	190	177

Установочная мощность, кВт	200	70

Масса, кг	2530	1780

Применение измельчающих машин ударного действия в крах-
мало-паточной промышленности позволило интенсифицировать
процесс помола кукурузной кашки, снизить трудовые затраты нг
осуществление этой операции и уменьшить содержание связан
него крахмала в измельченном продукте с 18—20 до 14—16%
при переработке стандартной по качеству кукурузы.
Введение двукратного помола кашки дает возможность сни-
зить расход энергии на измельчение и уменьшить содержание
связанного крахмала в кашке на 3—5%.

6.	ОТДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОГО КРАХМАЛА ОТ КЛЕТЧАТКИ И РАФИНИРОВАНИЕ
КРАХМАЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ

Операции по отделению крахмала и рафинированию крахмальной
суспензии

После помола кашки получают продукт, содержащий свобод-
ный крахмал, жидкую фазу с небольшим количеством раствори-
мых веществ зерна, частицы клетчатки разного размера, пред-
ставленные крупной и мелкой мезгой, и нерастворимый белок.

Последующие производственные операции направлены на вы-
деление из этой смеси свободного крахмала путем отделения
мезги, белка и нерастворимых веществ. Выделение мезги дости-
гается мокрым ситованием продукта после тонкого измельчения,
разделение крахмала и белка — центробежным сепарированием,
удаление растворимых веществ — промыванием крахмала.

Первой из этих операций является мокрое ситование,
целью которого является выделение из крахмального молока
(крахмальной суспензии) мезги и промывание ее для отделения
свободного крахмала.

В производстве кукурузного крахмала на ситовых аппаратах
осуществляют операции отцеживания, промывания надситовых
продуктов и окончательной очистки (рафинирования) крах-
мальной суспензии от мезги. Цель операции отцеживания заклю-
чается в выделении из поступающего на сито продукта крупных
частиц и направлении их на последующую обработку. В этом слу-
чае стремятся к тому, чтобы в падситовом продукте содержалось
минимальное количество крахмального молока.

Цель операции промывания мезги — максимальное отде-
ление свободного крахмала от надситового продукта. Промыва-
ние мезги, как и зародыша, осуществляют противоточным мето-
дом, который позволяет добиться высокого эффекта отделения
свободного крахмала при низком расходе промывной воды. В
этом случае воду для промывания надситового продукта подают
в сборник перед ситом последнего промывания, отделенную иа
сите воду (подситовый продукт) с небольшим содержанием крах-
мала протнвоточно направляют в сборник перед ситом предпос-
леднего промывания. Здесь воду смешивают с надситовым про-
дуктом и смесь подают на сито. Подситовый продукт с более вы-
соким содержанием крахмала, чем на последнем сите, использу-
ют противоточно таким же образом на всей многоступенчатой
ситовой станции. При многократном промывании часть связанно-
го крахмала в результате механического воздействия переходит
180
в свободный. В зависимости от свойств продукта (структура,
размер частиц, гидрофильность и др.) отцеживание и промывание
его производят на различных по конструкции ситовых аппаратах,
оснащенных разными рабочими сетками.

Рафинированию (окончательной очистке) подвергают
крахмальное молоко после выделения из него крупной и мелкой
мезги. Цель этой операции- отделение частиц мелкой мезги, при-
мерно в два раза превышающих размер крупных зерен крахма-
ла.

Для отцеживания зерна, кашки, зародыша и крупной мезги
(при раздельном промывании крупной и мелкой мезги), исполь-
зуют щелевые колосниковообразиые нержавеющие сита, изготов-
ленные из проволоки фасонного сечения. Такие же сита приме-
няют для промывания зародыша и крупной мезги.

На центробежно-лопастных ситах для промывания мезги ис-
пользуют металлические шлицевые сетки из нержавеющей стали
толщиной 0,4 мм марки 1Х18Н9Т, изготовленные методом элек-
трохимического фрезерования и гальванопластики. Размер шли-
цев 0,25X5 мм, живое сечение сетки 13%.

При раздельном промывании крупной и мелкой мезги ситовые
аппараты для отцеживания н промывания мелкой мезги, сита
для выделения крупки из первого крахмального молока и рафи-
нирования крахмальной суспензии оснащают капроновыми сита-
ми с разным размером отверстий. От крупной мезги, как и от
зародыша, легче отмыть свободный крахмал, поэтому при раз-
дельном промывании ее промывают только три раза. При первом
промывании отделяют 50—60% свободного крахмала, при вто-
ром— 20—30%, при третьем — незначительную часть крахмала.
Третье промывание является как бы контрольным, гарантирую-
щим получение заданных нормативных показателей.

Гидрофильная мелкая мезга труднее промывается на капро-
новых ситах с малым живым сечением. Поэтому мелкую мезгу
промывают четыре раза. При этом при первом промывании от-
деляют 30—35% свободного крахмала, при втором — 30—35, прн
третьем—15—20%. Четвертое промывание является контроль-
ным.

При 'совместном промывании крупной и мелкой мезги аппа-
раты оснащают капроновыми ситами. За рубежом для этих це-
лей применяют щелевые колосниковые сита с размером щелей
менее 100 мкм и для получения высокого эффекта отделения сво-
бодного крахмала мезгу подвергают восьмикратному промыва-
нию.

Многократное противоточное промывание позволяет сокра-
тить расход воды на отделение свободного крахмала и получить
суспензию крахмала более высокой концентрации, что уменьша-
ет ее объем, снижает затраты на установку сборников, насосов,
трубопроводов и транспортирование продуктов.

Для предупреждения развития нежелательной микрофлоры в
продукты, подвергаемые ситованию, вводят сернистую кислоту.
Ситовые аппараты, используемые в производстве кукурузного
крахмала

Основными требованиями к ситовым аппаратам и машинам, при-
меняемым для отцеживания и промывания продуктов кукурузо-
крахмального производства, являются: высокая удельная произ-
водительность сит; достаточная эксплуатационная надежность;
простота контроля работы сит; высокий эффект разделения над-
ситового и подситового продукта; низкие расходы на обслужи-
вание и ремонт; возможность быстрой замены ситовой поверхно-
сти; небольшие затраты энергии.

В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом
предложено много равных по конструкции ситовых аппаратов
для кукурузокрахмального производства, в той или иной степени
отвечающих указанным требованиям. В настоящее время наи-
большее признание и распространение в производстве кукуруз-
ного крахмала получили дуговые сита разной конструкции, а
на операциях последнего промывания мезги — центробежные си-
та. Выбор сит зависит от их назначения и от принятой схемы
промывания.

При раздельном промывании крупной и мелкой мезги для от-
цеживания и промывания крупной мезги используют дуговые
сита марки СД-1, одинаковые по конструкции с ситами этой мар-
ки, применяемыми при промывании зародыша. При отцеживании
и промывании крупной мезги дуговые сита оснащают щелевид-
ной колосииковообразной сеткой с шириной щели 0,6—0,8 мм.

При раздельном отцеживании и промывании мелкой мезги ис-
пользуют дуговые сита РЗ-ПРД или сита СД-1М, модернизиро-
ванные сита СД-1, оснащенные капроновой ситовой тканью
№ 43—49 с отверстиями 165—143 мкм.

Для рафинирования крахмальной суспензии используют сита
такого же типа, оснащенные капроновой ситовой тканью № 67—
73 с размером отверстий 99—87 мкм.

Т а б л и и а 50. Техн|гкская характеристика сит

Показатель	|	СД-1М	| РЗ-ПРД
Центральный угол, град	48	72
Длина дуги, мм	2300	1800
Ширина сита, мм	780	1000
Радиус кривизны, мм	2.У00	1600
Площадь ситовой поверхности, м®  Габаритные размеры, мм	1.8	1.8
длина	1495	1350
ширина	900	1200
высота	2340	2350
Масса, кг	320	320
Давление питания, кПа	30—50	30—50
Удельная нагрузка на 1 м® ситовой поверхности (по кукурузе товарной влажности), т/ч	2,8	2.8
Основные данные о ситах марки СД-1М и РЗ-ПРД приведе-
ны в табл. 50.

Устройство сита марки СД-1М такое же, как сита марки
СД-1, но в отличие от последнего оно имеет коллекторный пи-
татель и большие ширину сита и ситовую поверхность.

Схема устройства и работы сита марки РЗ-ПРД приведена
на рис. 30.

Технологические схемы ситовых станций

В настоящее время различают две схемы ситовых станций
для промывания мезги: схема с раздельным ситованием крупной
и мелкой мезги; схема совместного ситования крупной и мелкой
мезги.

Схема раздельного ситования крупной и мелкой мезги вклю-
чает отцеживание и трехкратное промывание крупной мезги, от-
цеживание и промывание мелкой мезги, рафинирование суспен-
зии крахмала (см. схему VI). По этой схеме кашку после выде-
ления зародыша перед тонким измельчением отцеживают на ду-
говом сите с щелевой колосниковой сеткой с размером щелей
0,6 мм. Отцеженное крахмальное молоко разбавляют суспензией
низкой концентрации и направляют на дуговое сито для выделе-
ния крупки. Это сито оснащают капроновой ситовой тканью
№ 43—49 с размером отверстий 165—143 мкм. Крупку возвра-
щают в перемешиватель над измельчителями, а крахмальную
суспензию направляют на рафинирование.

После измельчения кашку разбавляют суспензией с сит про-
мывания крупной и мелкой мезги. Часть последней суспензии ис-
пользуют для создания заданной консистенции продукта в пере-
мешивателе перед измельчителями и для разбавления первого
крахмального молока перед дуговыми ситами. Разбавленную
кашку направляют на дуговые сита отцеживания крупной мезги
оснащенные щелевидной колосниковообразной нержавеющей сет-
кой со щелями 0,6—0,8 мм. Затем мезгу три раза промывают
противоточным методом. Промытую сырую крупную мезгу на-
правляют в производство кормов.

Подситовый продукт сит отцеживания крупной мезги пред
ставляет собой крахмало-белковую суспензию, содержащую мел
кую мезгу. Для отделения последней суспензию направляют на
дуговые сита отцеживания мелкой мезги. Эти сита оснащают
капроновой ситовой тканью № 43 с размером отверстий 165 мкм
Выделенную мезгу вместе с мезгой с рафинировальных сит на-
правляют на промывание. На заводах, перерабатывающих дс
200 т зерна в сутки, осуществляют четырехкратное противоточное
промывание мелкой мезги, а на заводах более высокой произво
дительногти — пятикратное. Сырую промытую мезгу передают г
производство кормов.

Первое и второе крахмальное молоко после выделения круп
кг и мелкой мезги для окончательной очистки направляют иг

is:
г

Кашка после гидроциклонов второго выделения зародыша

Отцеживание кашки-

крупка

- Отделение крупки

Измельчение кашки

Отцеживание крупной мезги

Отцеживание мел-

Трехкратное
противоточное
промывание
крупной мезги • —

Первое крахмаль-
ное молоко

кой мезги

Механическое
обезвоживание
крупной мезги

Второе крахмальное
молоко

Четырехкратное

• противоточное
промывание мел-

. >кой мезги

Рафинирование >
крахмального молока “

Сырая крупная мезга
в завод кормов

Очищенное
крахмальное молоко

Механическое
 обезвоживание
мелкой мезги

Мелкая мезга
в завод кормов

Схема VI. Схема ситовой станции с раздельным промыванием крупной и мелкой мезги
рафинировальные дуговые сита, оснащенные капроновой ситовой
тканью № 67—73 с размером отверстий соответственно 99—
87 мкм. Подситовый продукт — очищенную крахмало-белковую
суспензию — передают в сепараторное отделение, а мелкую мез-
гу — на промывание.

В последние годы все более широкое распространение полу-
чает схема совместного промывания крупной и мелкой мезги
(рис. 66). В этом случае все дуговые сита оснащают капроновой

Кашка

Рис. 66. Схема совместного промывания крупной и мелкой мезги на дуговых
ситах.

ситовой тканью. Отцеживание кашки перед тонким измельчением
производят также на дуговых ситах с капроновой ситовой тканью
№ 29—32.

Для совместного промывания крупной и мелкой мезги исполь-
зуют блочную станцию дуговых сит. Особенностью такой сито-
вой станции является то, что она представляет собой единый ап-
парат, работающий в непрерывном режиме. Станция включает
семь ступеней безнапорных или слабонапорных дуговых сит
5—11 марки СД-1М или РЗ-ПРД. Каждое сито имеет свой сбор-
ник 14—20 для приема надситового продукта и суспензии крах-
мала с последующей (через одну) ступени дуговых сит. Сборник
оснащен центробежным насосом для подачи продукта на следую-
щую ступень сит.

На последнем промывании мезги устанавливают сита ЦЛСК-
200, которые монтируют в кормовом цехе завода непосредственно
над шнек-прессами для отделения избыточной влаги, содержа-
щейся в мезге.

Кашку после выделения из нее зародыша перед тонким из-
мельчением отцеживают на дуговом сите 1 и направляют в пе-
ремешиватель 2. Подситовый продукт поступает в сборник 24,
где его разбавляют суспензией с сита 6 и затем для выделения
крупки насосом подают на дуговое сито 3. Крупка с этого сита
поступает в перемешиватель 2, а подситовый продукт —в сбор-
ник 21 и затем на рафинировальные сита 4.
После машин тонкого измельчения 23 кашку собирают в сбор-
нике 22. Здесь ее разбавляют суспензией крахмала с сита 6 и
затем насосом подают на дуговое сито 5 совместного отцежива-
ния крупной и мелкой мезги. Подситовый продукт с этого си-
та — второе крахмальное молоко — поступает в сборник 21 и от-
туда вместе с первым крахмальным молоком на рафнниро-
вальные сита 4.

Надситовый продукт с сита 5, крупная и мелкая мезга, а
также мезга с сит 4 поступают в сборник 20, затем ее разбавля-
ют суспензией и подают на семиступенчатую станцию промывки
мезги. Первые шесть промываний мезги осуществляют иа блоч-
ной станции дуговых сит 6—11, оснащенных ситами марки СД-
1М или ПРД с капроновой ситовой тканью № 43—46.

При промывании мезги на блочной станции дуговых сит осу-
ществляется полный противоток промывной жидкой фазы и мез-
ги, что позволяет эффективно промыть мезгу и почти полностью
отделить от нее свободный крахмал. На последние дуговые сита
промывания мезги 11 поступает осветленная глютеновая вода.
Проходя последовательно все ступени дуговых сит, глютеновая
вода отмывает мезгу, и концентрация крахмала в ней постепенно
возрастает до 5—5,5%. Противоточное промывание мезги обеспе-
чивает содержание в ней свободного крахмала не более 3%
(в пересчете на ее сухие вещества) при использовании на эту
операцию около 3 м® осветленной глютеновой воды температурой
45—50° С на 1 т сухих веществ зерна.

Суспензию крахмала концентрацией 5—5,5% направляют в
сборник 22 кашки после измельчителей и в сборник 24 для раз-
бавления первого крахмального молока. Разбавление кашки
позволяет повысить эффективность разделения мезги и суспензии
крахмала на дуговых ситах отцеживания мезги. Этот же эффект
получают в результате разбавления первого крахмального молока
перед отцеживанием крупки. Последнее промывание мезги осу-
ществляют в кормовом цехе на центробежно-лопастных ситах
12, хорошо отделяющих от мезги жидкую фазу с крахмалом.
Влажность мезги, отцеженной на ситах марки ЦЛСК-200, состав-
ляет 85%, а после отжатия на шиек-прессах 13—не более 65%.

Сита ЦЛСК-200 оснащают шлицевой нержавеющей сеткой с
размером шлицев 5.\0,2—0,3 мм. По устройству сито ЦЛСК-200
аналогично центробежно-лопастному ситу ЦЛС-100 (см. рис. 28),
применяемому в производстве картофельного крахмала. Ротор
сита ЦЛСК-200, имеющий диаметр 900 мм и частоту вращения
970 об/мин, изготовляют из нержавеющей стали, число ситовых
лопастей в роторе 12. Площадь ситовой поверхности 0,804 м2.
Сито имеет электродвигатель мощностью 22 кВт. Производитель-
ность такого сита составляет 140—150 т/сут по кукурузе товар-
ной влажности.

Промывание мезги, как и зародыша, осуществляют подогре-
той осветленной глютеновой водой. Расход воды при раздельном
промывании крупной и мелкой мезги на 100 кг сухих веществ
186
зерна составляет для промывания крупной мезги 200 л, мелкой
120 л. При совместном промывании мезги суммарный расход во-
ды составляет 300—320 л на это же количество зерна.

При промывании мезги глютеновой водой, содержащей 1,5—
2,0% растворимых веществ зерна, часть их остается в сырой мез-
ге, что обогащает кукурузный корм хорошо усваиваемыми веще-
ствами.

С повышением температуры промывной воды крахмал от мез-
ги отделяется легче, но температура не должна превышать 60° С.

При непрерывной эксплуатации ситовых аппаратов создаются
благоприятные условия для развития микрофлоры на стенках
сборников и сит, на ситовой поверхности. Это приводит к повы-
шению кислотности продуктов, забиванию отверстий сит колония-
ми быстро размножающихся микроорганизмов, существенному
снижению производительности ситовых аппаратов.

Для предупреждения развития микрофлоры при работе сито-
вой станции в сборник отцеженной мезги перед промыванием по-
стоянно подают сернистую кислоту концентрацией SOs 0,4—0,45%
в количестве, достаточном для того, чтобы содержание этого реа-
гента в жидкой фазе продукта составляло 0,035—0,04%.

Блочная станция дуговых сит обеспечивает высокое качество
обработанных продуктов при условии равномерной нагрузки
станции в течение всего времени работы сит, подачи строго опре-
деленного количества воды на последнюю ступень промывания
мезги при поддержании ситовой поверхности в хорошем состоя-
нии и бесперебойной работе всех насосов. Периодически, не реже
одного раза в смену, сита промывают 1%-ным раствором соляной
кислоты и несколько раз в смену сильным напором струи горя-
чей воды из шланга.

Окончательную очистку крахмальной суспензии от мелкой
мезги производят на рафинировальных ситах. Задача этой опе-
рации — получение суспензии с содержанием менее 0,1 г сухих
веществ мелкой мезги на 1 л суспензии.

Рафинирование крахмальной суспензии, так
же, как отцеживание и промывание мелкой мезги, производят на
дуговых ситах РЗ-ПРД или СД-1М, оснащенных капроновой си-
товой тканью № 67—73. Надситовый продукт с этих сит направ-
ляют в сборник мелкой мезги перед промывными ситами. Подси-
товый продукт, иногда называемый мельничным крахмальным мо-
локом или крахмало-белковой суспензией, содержит 11—14% су-
хих веществ. Ниже приводится состав подситового продукта:

Крахмал

Белковые вещества (Nx6,25)

Мелкая мезга

Жир экстрагируемый

Растворимые вещества

Зола

Диоксвд серы

% по св

88—92

6—10

0,1

0,5-1,0
2,5—5,0

0,2—0,4
0,03—0,035
Кислотность суспензии составляет около 200 мл 0,1 н. раство-
ра \’аОН на 100 г сухих веществ крахмала, а pH ее 3,8—4,2.

Очищенную на ситах крахмало-белковую суспензию направля-
ют в центробежные сепараторы для разделения крахмала и бел-
ка и удаления растворимых веществ.

7.	РАЗДЕЛЕНИЕ КРАХМАЛА И БЕЛКА НА ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СЕПАРАТОРАХ,
ГИДРОЦИКЛОНАХ И ФЛОТАЦИОННЫХ МАШИНАХ

Основными компонентами твердой фазы крахмальной суспен-
зии после рафинирональных сит являются крахмал и белок. Зер-
на крахмала имеют размер 5—26 мкм, плотность 1,530 кг/л.

Основная часть белковых веществ содержится в виде взвешен-
ных частиц размером 1—2 мкм и плотностью 1,176 кг/л, что зна-
чительно ниже соответствующих показателей для зерен крахмала.
Частицы мелкой мезги соизмеримы по размерам с зернами крах-
мала и имеют плотность 1,300 кг/л. Некоторая часть белковых
веществ и углеводов присутствует в растворенном виде в жилкой
фазе.

Жировые вещества содержатся в крахмало-белковой суспен-
зии в виде эмульсии, а также в связанном виде, например с бел-
ками. Количество жира в суспензии увеличивается при недоста-
точном выделении зародыша. Кроме того, в зернах крахмала со-
держится 0,5—0,6% так называемого гидролизного жира,
освобождаемого только после гидролитического разрушения зе-
рен крахмала. Содержание растворимых веществ в суспензии за-
висит от качества перерабатываемого сырья; при использовании
недозрелой или некачественной кукурузы количество их возра-
стает.

Растворимые вещества жидкой фазы в основном представлены
белками и углеводами.

Количество золы в крахмало-белковой суспензии определяется
содержанием золы в ее компонентах (крахмале, белке, мезге,
жидкой фазе) и зависит не только от содержания золы в зерне,
по и от качества сырья, его загрязненности, чистоты сборников,
работы оборудования.

Цель дальнейших операций технологического процесса - раз-
деление крахмало-белковой суспензии с выделением зерен крах-
мала в возможно более чистом виде — с минимальным содержа-
нием белка, мезги, жира, растворимых веществ и других соеди-
нений.

Как и предыдущие операции, разделение крахмало-белковой
суспензии осуществляется «мокрым» способом, т. с. при налипни
в системе большого количества воды.

Неодинаковая плотность твердых компонентов суспензии опре-
деляет их разную скорость осаждения в жидкой среде

В настоящее время для сгущения суспензии крахмала н вы-
деления из псе белка и других компонентов применяют центро-
бежные скоростные сепараторы, оснащенные роторами с тарсль-
188
чатой вставкой. Разделение крахмало-белковой суспензии noj
действием центробежных сил в межтарелочном зазоре, имеющем
размер около 1 мм, происходит почти мгновенно. Процесс про-
текает в закрытом аппарате, что создаст необходимые санитар-
ные условия. Выгрузка сгущенной очищенной суспензии крахмала
осуществляется непрерывно через сопла, расположенные на пери-
ферии ротора.

Частицы, находящиеся в роторе, подвергаются сложному воз-
действию. Упрощенно разделяющую способность центробежных
сепараторов .характеризуют фактором разделения Фр (см. пара-
граф 7 главы 111). Отношение К скорости осаждения частицы в
поле действия центробежных сил к скорости осаждения под дей-
ствием силы тяжести приближенно можно определить по формуле

При Фр=4500, например, К=У4500=67,1, т. е. в данном случае
скорость осаждения частил в сепараторе в 67 раз выше, чем в от-
стойнике.

В зависимости от назначения в кукурузокрахмальном производ-
стве используют два типа сепараторов: разделяющие — для раз-
деления крахмала и белка и сгущающие — для концентрирования
разбавленных суспензий крахмала или глютена и получения освет-
ленной воды.

К преимуществам разделения крахмало-белковой суспензии с
применением центробежных сепараторов по сравнению с исполь-
зованием желобов можно отнести быстрое протекание процесса
в закрытой машине и небольшую потребность в производственных
площадях. Однако, этот принцип разделения имеет и существенные
недостатки: сложность и высокая энергоемкость процесса, необхо-
димость использования быстроходных машин, изготовляемых из
дорогостоящего материала. Поэтому для разделения крахмала и
белка стремятся использовать и другие устройства и методы, на-
пример, разделение в гидроциклонах и на флотационных машинах.

Принцип действия сепараторов

Основной рабочей частью сепаратора является быстровращаю-
щийся барабан с тарельчатой вставкой (пакет тарелок, набран-
ный на тарелкодержателе с зазором между тарелками 1 мм, число
их — около 70). Схематически процесс разделения крахмало-бел-
ковой суспензии в барабане с тарельчатой вставкой показан на
рис. 67. При работе сепаратора суспензия непрерывным потоком
поступает в центральный канал вращающегося барабана 1 сепара-
тора и тонким слоем равномерно распределяется между тарел-
ками <?, поступая в них по вертикальным каналам, образованным
совпадающими отверстиями 2 тарелок.

Тяжелые зерна крахмала, обладающие наибольшей скоростью
осаждения (на рисунке светлые), быстро перемещаются в меж-
тарелочпом зазоре к нижней поверхности тарелки, осаждаются на
ней и под действием сил, действующих вдоль образующей тарелки,
сползают к периферийной части барабана, где расположены соп-
ла 5 для вывода из барабана сгущенного схода — концентрирован-
ной суспензии крахмала.

Сопла обладают определенной пропускной способностью, по-
этому через них отводят только часть суспензии, подаваемой в
сепаратор. В связи с этим на периферии барабана происходит

Рис. 67. Схема процесса разделения крах-
мало-белковой суспензии в барабане с та-
рельчатой вставкой.

сгущение суспензии до концентрации 36—38% сухих веществ.
В результате давления вновь поступающих частиц исходной сус-
пензии происходит непрерывный процесс вытеснения из нее легких
белковых частиц и мелкой мезги. Последние с большей частью
жидкой фазы (около 70% общего количества исходного продукта)
перемещаются к центральному кольцевому каналу 4 и выходят
из ротора через специальное устройство, образуя жидкий сход
сепаратора.

В зазоре между тарелками возникают встречные потоки сгу-
щенной крахмальной суспензии и жидкой фазы, включающей в
зависимости от условий работы сепаратора мелкие легкие зерна
крахмала и частицы белка (на рисунке черные). При движении
этой суспензии в верхней части межтарелочного пространства про-
исходит дополнительное выделение зерен крахмала, которые осаж-
даются на внутренней поверхности тарелки и сползают по ним в
периферийную часть барабана. В зависимости от условий работы
сепаратора содержание в жидком сходе белковых веществ и крах-
мала может колебаться в очень широких пределах

Сухие вещества сгущенного схода разделительных сепараторов
представлены в основном крахмалом После первого разделения
крахм ало-белковой суспензии получают сгущенный сход, содер-

190
жащий еще значительное количество белка. Для его удаления об-
работку суспензии на центробежных сепараторах производят еще
несколько раз или вместо сепараторов используют станцию спе
циальных гидроциклонов, предназначенную для разделения крах-
мала и белка, а также для промывания крахмала.

Устройство сепараторов и их работа

Как в СССР, так и за рубежом для крахмало-паточной промышленной»
выпускают специальные типы сепараторов. В СССР кукурузокрахмальпые
заводы небольшой мощности используют центробежные сепараторы производи-
тельностью по исходному продукту 15—25 м’/ч Наибольшее распространение

вода

Сгущенный
сход

Рис 68. Схема барабана сепаратора модели ПРН.

марки ТХ-212-31-Н

Устройство барабана сепаратора марки ПРН схематично показано на
рис 68 Этот сепаратор относится к машинам полузакрытого типа с непрерыв-
ным выводом сгущенного схода через 12 соиел бара'»на. /Кндкий сход удаляют
по закрытому трубопроводу с помощью неподвижного напорного диска, в кото-
ром кинетическая энергия вращающейся жидкости используется для создания
гидравлического напора Такой вывод жидкого схода позволяет передать его
на следующую станцию без промежуточных сборников и насосов

Основными узлами сепаратора являются- барабан ?, напорный диск 2,
трубка для подачи промывной воды 3, трубопровод подачи в сепаратор исход-
ного продукта 4, патрубок вывода жидкого схода 5, тарелкодержатель 6, пакет
тарелок 7, крышка 8, чаша приема сгущенного схода 5, патрубок для вывода
сгущенного схода 10, веретено 11.

В отлпчие от сепаратора-разделитеня малой производительности ПСА-4
в сепараторе ПРН промывную воду подают не в исходный продукт, а по спе-
циальной трубке 3 в нижнюю часть тарелкодержателя Отсюда по изогнутым
трубкам вода поступает к соплам, где во время работы сепаратора находится
суспензия крахмала наиболее высокой концентрации Промывная вода содержит
меньше растворимых веществ, чем жидкая фаза продукта, поступающего в сепа-
ратор Замена последней промывной водой снижает содержание растворимых
веществ в продукте, уходящем через сопла барабана, т е. в сгущенном крах-
мальном схояс. что повышает чистоту крахмала Сепаратор ПСА-4 не имеет
напорного диска для вывода жидкого схода. Последний свободно выходит
в специальную камеру неподвижного корпуса и вытекает из него в отвод-
ные воронкн

Основные данные о сепараторах-разделителях приведены в табл. 51.

Таблица 51. Техническая характеристика сепараторов-разделителей

Показатель	'	ПСА-4 |	ПРН |	TX-212-31-SH	|tX-412S-31H-60
Производительность по исходной су-	12—15	45	50 (до 80)	60 (до 100)
спензии, м8/ч  Рабочая частота вращения, об/мин	5000—5580	4200	3860—4630	4615
Максимальный диаметр барабана, мм	500	610	610	670
Число тарелок, шт.	71	67	67	—
Диаметр тарелки, максимальный, мм	295	400	400	—
Угол наклона образующей тарелки.	45	45	45	—
град  Величина межгарелочного зазора, мм	1	1	1	2
Фактор разделения	4200	3900	4800	—
Число сопел, шт.	8	12	12	12
Мощность электродвигателя, кВт	14	40	44	55—75

При однократном сепарировании крахмало-белковой суспензии не удаетси
получить хорошо очищенный крахмал и глютен с низким содержанием крах-
мала (мепее 20% его сухих веществ) Поэтому разделение крахмала и белка
производят, используя многоступенчатые сепараторные станции, на которых
обработку суспензии осуществляют последовательно 4—5 раз, а промывную
воду подают в сборник перед последней ступенью сепараторов и затем исполь-
зуют противоточпо па всей станции

Для регулирования плотности поступающих на разделение суспензий на
сепараторах осуществляют рециркуляцию части сгущенного схода. При исполь-
зовании автоматических регуляторов плотности крахмальных суспензий рецир-
куляция обеспечивает поддержание заданного режима работы сепараторной
станции

На многих кукурузокрахмальпых заводах как в нашей стране, так и за
рубежом разделение крахмало-белковой суспензии осуществляют, используя
станция, оснащенные центробежными сепараторами, гидроииклоппыми устапов-
камп и флотационными машинами В этом случае гндроппклоны применяют для
выделения песка из исходной суспензии и для дополнительного разделения
крахмала и белка. В последнем случае используют многоступенчатые гидро-
| 192
циклонные установки (8—9 ступеней), что позволяет не только получит!, крах-
мал с минимальным содержанием белковых веществ, по и очистить его от
растворимых веществ, т. е. промыть.

Разделение крахмала и белка осуществляют в микроциклонах, имеющих
диаметр цилиндрической части 10 мм, высоту конуса 84 мм, диаметр нижнего
сопла для вывода сгущенного схода 1,8 мм, верхнего — 2,0. От 100 до
450 микроциклонов устанавливают в корпусе мультициклона таким образом,
чтобы все элементы имели по одной общей напорной камере, через которую
в мнкроцпклоны подают исходную суспензию па обработку, и общие камеры
для приема сгущенного схода и'жидкого схода. Разделение крахмала и белка
в минропиклоне происходит в результате действия на зерна крахмала и частицы
глютена центробежных сил Величина последних зависит от скорости, которую
приобретают частицы, введенные с суспензией по касательной к цилиндриче-
ской части циклона.

Фактор разделения гидроциклона прямо пропорционален квадрату линей-
ной скорости продукта и обратно пропорционален радиусу циклона и уско-
рению свободного падения. Для придания разделяемым частицам нужной ско-
рости крахмало-белковую суспензию подают в микроциклои под давлением
«,5-1,0 МПа.

Каждый мультициклон имеет свой центробежный насос для подачи про-
дукта на разделение.

Разделение крахмало-белковой суспензии флотационным
методом

В белковых веществах суспензии содержится около 7% жира, примерно
22% которого представлены свободными жирными кислотами. Часть жирных
кислот располагается на поверхности белковых частиц, что придаст им опре-
деленные свойства

Особенностью строения жирных кислот является то, что на одном конце
они имеют полярную карбоксильную группу, а на другом — удлиненный непо-
лярный углеводородный радикал. Соединения такого типа являются поверх-
ностно-активными веществами- Они в состоянии понижать поверхностное натя-
жение воды и при взаимодействии с твердыми частицами придавать им гидро-
фобность Такие частицы выталкиваются из воды на поверхность раздела жид-
кой и газообразной фаз и размещаются там тонким слоем.

Наличие в крахмало-белковой суспензии поверхностно-активных веществ
создает благоприятные условия для выделения белковых частив из суспензии
и образования на поверхности устойчивой пены

В обычном состоянии суспензии крахмального производства имеют не-
большую поверхность раздела жидкость—воздух, однако она может быть

•cvmeci венно увеличена введением в систему мелких пузырьков воздуха или

другого газа или созданием их в системе, например, путем электролиза воды.
Такой способ разделения в жидкостях твердых компонентов системы получил
широкое распространение в ряде отраслей промышленности и известен как
флотационный способ разделения

При флотационной обработке крахмало-белковой суспензии возможен вынос
в пенный слой и крахмальных зерен В этом случае тяжелые зерна крахмала,
находящиеся в водных прослойках между пузырьками воздуха, постепенно

оседают п возвращаются в суспензию

При этом зерна совершают извилистый путь в прослойках жидкости, кото-
рые имеют большую толщину в нижних слоях пены Пузырьки воздух'а,
образующие пенный слой, и жидкость между ними выполняют роль фильтра,
через который проходит избыточное количество жидкости, уносящей с собой
зерна крахмала (рис 69) В результате толщина водных прослоек между
пузырьками воздуха уменьшается и в ней задерживается некоторое количество
крахмала Оно обычно в два раза ниже, «см получаемое при центробежном
разделении крахмала и белка.

В крахмало-паточной промышленности получили распространение флота-
ционные машины, оснащенные импеллерными установками, имеющими лопаст-
ный ротор для засасывания, диспергирования воздуха, а также смешивания

Зак. 1951

193
Рис. 69. Пенный слой с белковыми
частицами (/) и зернами крахмала

его пузырьков с обрабатываемой сус-
пензией. Схема устройства и работьп
флотационной машины типа 5B-III
представлена на рнс. 70. Основными ра-
бочими узлами такой машины являются:
неподвижные отбойники 1, установлен-
ные на дне корпуса машины и предна-
значенные для гашения вращательного»
движения суспензии, в камере 2 маши-
ны, трубка 4 для подвода воздуха в.
статор импеллера, электродвигатель при-
вода импеллера 5, вращающиеся лопасти»
для съема пены 6, статор импеллера 7,.
ротор импеллера 8, закрепленный иа.
валу 3, надимпеллерный стакан 9, кар-
ман для приема суспензии 10, карман-
11 для регулирования уровня суспензии
в камере н вывода обработанного про-
дукта. В статоре импеллера н в надим-

пеллерном

Рис. 70. Схема флотационной двухкамерной уста-
новки.

В 1

стакане имеются отверстия:
для внутренней циркуляции-
продукта, что позволяет
повторно обработать возду-
хом часть суспензии.

Флотационная машина
работает следующим обра-
зом: суспензия поступает в-
приемный карман 10, а нз
него через питающую тру-
бу в надимпеллерный ста-
кан. При частоте вращения
330 об/мин суспензия ин-
тенсивно перемешивается с-
воздухом, поступающим в
статор через трубку 4 в ко-
личестве 1 м2 на I м2 по-
верхности суспензии. Смесь-
суспензии крахмала и воз-
духа проходит через щеле-
вой зазор между статором

и лопастями ротора импел-
лера.

В результате механиче-
ского воздействия прн ра-
боте импеллера происходит
диспергирование воздуха»,
в суспензии с образованием
пузырьков размером 0,5—
3,0 см. Белковые вещества-
закрепляются на границе-
раздела жидкость — газ и
вместе с пузырьками возду-
ха поднимаются вверх, об-
разуя устойчивую пену над.
суспензией. При обработке-
суспензии на флотационных
машинах из нее удается вы-
делить 30—40% белка и

60—70% жира.

Оптимальная продолжи-
тельность обработки сус-
лензпи составляет 12—15 мин. В пенном сходе содержание сухих веществ нахе
дптся на уровне 8—10%, крахмала — около 10% сухих веществ продукта, жг
ра—10% и выше. При обработке крахмальной суспензии для получения пенне
го схода с указанными показателями уровень продукта в камере должен быт
«а 100—120 мм ниже уровня перелива пены, при этом лопасти пеносъемника пр
работе не должны погружаться в суспензию крахмала.

Флотационные машины успешно применяют на предварительной очисти
суспензии для вывода части белка и жира и на операциях последней контроль
ной очистки В первом случае пеппый сход, содержащий в основном белот
направляют в сгущенную суспензию, содержащую глютен Во втором пенны
сход имеет повышенную концентрацию сухих веществ, представленных в основ
иом крахмалом и его возвращают на дополнительную обработку в основнут
производственную цепь. Контрольная очистка крахмальной суспензии на фло
тациопных машинах позволяет стабилизировать ее качество и прежде всег
•обеспечить низкое содержание в ней белковых веществ

Флотационные машины ФМР-2К выпускают с числом камер от 2 до 2
С полезным объемом камеры 1 мг, диаметром импеллера 500 мм и частотой ел
вращения 330 об/мин Мощность электродвигателей импеллера 1,5 кВт, при
вода пекогона 1,1 кВт, производительность одной камеры 4—5 ы*/ч по исход
кому продукту

Концентрирование глютена

При разделении крахмало-белковой суспензии па сепаратора;
в качестве жидкого схода получают побочный продукт — глютено
вую суспензию, содержащую около 1 % сухих веществ, в том числ<
С’5—0,6% взвешенных веществ. В состав последних входит окол<
65—70% белковых соединений, 15—20 крахмала, 6—8% жира
При производстве кукурузного крахмала содержащую гл юте!
суспензию подвергают обработке с целью выделения взвешенны:
веществ, концентрирования их и использования для производств!
сухого глютена или высушивания вместе с другими побочным!
продуктами (сырая мезга и др.) при производстве сухих куку
рузных кормов.

Для предварительного концентрирования глютеновой суспензш
используют способность белковых веществ закрепляться на по
верхности пузырьков воздуха и образовывать вместе с нимг
достаточно устойчивый пенный слой. Окончательное сгущени
производят на центробежных сепараторах, что возможно благода
ря более высокой плотности белковых частиц по сравнению с плот
"ностью жидкой фазы.

При проведении флотационной обработки глютена стремятся
получить частично сгущенный глютен и хорошо осветленную глю
теновую воду. Эту операцию выполняют на специальных флота
ционных установках, в которых разделяют глютеновую суспензию
предварительно насыщенную пузырьками тонко диспергированной
воздуха. В некоторых случаях суспензию обрабатывают воздухоь
непосредственно во флотационной камере. Схематически устрой
•ство такой флотационной камеры марки РЗ-ПКФ-150 показано ш
рис. 71.

Флотационная камера представляет собой корытообразны!
сварной корпус /, дно которого имеет небольшой уклон в сторон1

7*	19!
движения продукта. Внутри камеры расположены перегородки 2,
разделяющие камеру на несколько неодинаковых по объему зон,.
В зоне I — зоне ввода исходного продукта — имеются поперечные
пластины 6, перекрывающие друг друга по высоте, предназначен-
ные для обеспечения равномерного ввода продукта в аппарат.
В зонах II и IV установлены аэраторы 5 суспензии, представляю-
щие собой полые пористые керамические элементы, внутрь кото-

Рис. 71. Схема флотационной камеры рЗ-ПКФ-150.

рых при работе аппарата постоянно вводят воздух под давлением,
около 0,05 МПа, что позволяет получать пузырьки воздуха диа-
метром 3—4 мм.

Зона III камеры предназначена для подвода суспензии ко вто-
рому аэратору. В зоне V пр исходит разделение пенного белкового
слоя и осветленной глютеновой воды. Пенный слой сливается через
перегородку в приемный карман и его отводят через отверстие 3 в.
стейке этого приемника. Осветленную глютеновую воду вы-
водят через трубу 4. Количество отводимой из камеры воды регу-
лируют с помощью вентиля. Для обеспечения хорошего разде-
ления продуктов в камере движение жидкости в зоне V должно
быть ламинарным. В этом случае зерна крахмала, попавшие в
глютеновую суспензию, постепенно оседают на дно камеры и вместе
с осветленной глютеновой водой возвращаются в производство.
Рекомендуется эту осветленную воду использовать в качестве
промывной жидкости иа ситовой станции для отделения свобод-
ного крахмала от мезги и зародыша.

В результате обработки глютеновой суспензии получают пен-
ный сход, содержащий 2,5—3,5% сухих веществ и осветленную
воду, содержащую менее 0,12% взвешенных веществ, концентра-
ция пенного схода в 3,5—6 раз выше, чем исходной суспензии.
Пенный сход направляют для дальнейшего сгущения на сепара-
торы— концентраторы глютена. Для окончательного сгущения
глютена используют сепараторы типа ПРП отечественного произ-
водства и QX-312 шведского производства, работающего с возвра-
том части сгущенного схода в барабан сепаратора, что позволяет
быстро ввести сепараторы в заданный режим работы.

В конструктивном отношении сепаратор ПРП аналогичен сепа-
ратору ПРН. Разница между ними в числе тарелок барабана, за-
196
зорах между ними, радиусе расположения отверстий в тарелках
и др. Для равномерного распределения продукта в пакете таре-
лок межтарелочные зазоры у верхних тарелок сепараторов — кон-
центраторов глютена больше, чем у нижних. При концентрирова-
нии глютена сепараторы работают с рециркуляцией части сгущен-
ного схода в барабан машины. Рециркуляцию осуществляют с по-
мощью пеногасящего насоса. Включение такого центробежного на-

соса в цепь сгущения
глютена необходимо в
связи с тем, что при кон-
центрировании глютена
на сепараторах происхо-
дит активное аэрирование
обрабатываемого продук-
та. Сгущенный сход обла-
дает способностью удер-
живать мелкие пузырьки
воздуха, что затрудняет
его концентрирование.
Пеногасящий насос обес-
печивает не только транс-
портирование сгущенного
схода на последующую
станцию завода и возвра-
щение части его в бара-
бан сепаратора, ио и вы-
деление из продукта пу-

Рис. 72. Схема пеногасящего насоса.

зырьков воздуха.

Устройство пеногасящего насоса показано на рис. 72. Сгущен-
ный глютен из сепаратора поступает в приемный бачок 1 центро-
бежного насоса и в результате вращения крыльчатки 2 засасы-
вается в камеру 3. При работе насоса в этой камере происходит
разделение продукта, причем более тяжелая фракция отбрасы-
вается к периферии и через патрубок 8 одну ее часть выводят
на рециркуляцию в сепаратор, другую (сгущенный глютен) на-
правляют в цех кормов на утилизацию. Легкая фракция
суспензии, насыщенная пузырьками воздуха, собирается у вала
насоса и через кольцевую щель в диафрагме 4 попадает во вто-
рую камеру 5 насоса, где крыльчатка 6 создает некоторое разре-
жение. Здесь пузырьки воздуха лопаются, пена гасится и глюте-
новая суспензия с воздухом через патрубок 7 возвращается в
питательный бачок 1.

Схема движения продуктов в сепараторе прн концентрирова-
нии глютена показана на рис. 73.

Глютеновая суспензия поступает в верхний барабан сепаратора
через трубу 1 и по направляющему каналу попадает под пакет
конических тарелок. Через кольцевые каналы, образуемые отвер-
стиями в тарелках, суспензия заполняет весь пакет тарелок, где
в межтарелочном зазоре под действием центробежной силы про-
197
исходит сгущение глютена и осветление жидкой фазы. Концен-
трированный глютен выводят из барабана через сопла 2, направ-
ляют в приемник 3 пеногасящего насоса 4. С помощью последнего
глютен подают на рециркуляцию и последующую обработку.
Рециркулируемую суспензию подводят в нижнюю часть барабана
сепаратора и оттуда по специальным трубкам, уложенным на дне
барабана, направляют в зону, где размещены сопла 2 для вывода
сгущенного глютена. Осветленная вода по межтарелочиому

Рнс. 73. Схема движения продукта в

зазору и каналам у тарелко-
держателя направляется в
верхнюю часть барабана сепа-
ратора и отводится через на-
порный диск.

Основные данные о сепара-
торах — концентраторах глю-
тена приведены в табл. 52.

С повышением температуры
эффективность работы сепара-
торов — концентраторов глю-
тена возрастает, так как в этом
случае снижается вязкость се-
парируемой суспензии. Прн
температуре 60° С существенно
повышаются кратность сгуще-

•сепараторах— концентраторах глютена ния взвешенных веществ и ка-
чество осветленной глютеновой
воды. Однако на практике эти возможности повышения эффек-
тивности сепарирования пока не используются и концентрирование
глютена проводят при температуре исходного продукта 34—36° С.

Таблица 52. Техническая характеристика сепараторов—концентраторов глютена

Показатель	ПРП	QX-312
Производительность Ло исходной суспензии, м3/ч	До 35	До 44
Рабочая частота вращения, об/мин	4600	4750
Максимальный диаметр барабана, мм	610	610
Число тарелок, шт.	65	65
Диаметр тарелки, максимальный, мм	420	420
Угол наклона образующей тарелки, град Величина межтарелочного зазора, мм	45	50
верхних тарелок	2 (10 шт.)	—-
нижних тарелок	0,7 (55 шт.)	—
Число сопел, шт.	16	16
Мощность электродвигателя, кВт	40	44

При концентрировании глютеновой суспензии на сепараторе
марки ПРП с соплами диаметром 1,6 мм его производительность
по исходному продукту достигает 35 м3/ч. Сгущенный сход имеет
концентрацию сухих веществ около 6%. Содержание взвешенных
198
вешеств в осветленной воде 0,15—0,20%. Дальнейшее повышение
концентрации сгущенного схода приводит к увеличению содержа-
ния взвешенных веществ в жидком сходе. Последний нуждается
в дополнительной очистке от белковых частиц, и его пропускают
через флотационную камеру. Здесь частицы белка с пузырьками
воздуха поднимаются в пенный слой, который снова направляют
на сепараторы — концентраторы глютена, а осветленную воду воз-
вращают в производство и используют для замачивания кукуруз-
ного зерна, промывания мезги и зародыша

Технологические схемы сепараторных станций

Наиболее широкое распространение в нашей стране и за рубе-
жом получили два типа сепараторных станций для разделения
крахмала и белка: с обескрахмаливанием глютеновой суспензии;
с выводом глютеновой суспензии без обескрахм аливания.

Каждая из этих схем может быть выполнена с использованием
одних центробежных сепараторов или сепараторов и гидроцикло
нов. Поступающий на сепараторную станцию продукт должен быть
тщательно очищен от механических примесей, поэтому перед
первой ступенью сепараторов устанавливают самоочищающиеся
контрольные фильтры или дуговые сита, имеющие фильтрующую
перегородку с отверстиями размером около 1 мм. Сепараторы
оснащают расходомерами для контроля за подачей в машин)
продукта и воды и оборудуют воронками для рециркуляции части
сгущенного на сепараторах продукта. Рециркуляция сгущенного
схода позволяет быстро ввести работу сепараторов в заданный
режим и поддерживать этот режим при работе сепараторной
станции.

Технологическая схема разделения крахмало-
белковой суспензии с обескрахмаливанием глю-
теновой суспензии приведена на рис. 74.

Продукт, поступающий на сепарирование, может содержать
мелкие твердые частицы (песчинки, окалина), разрушающие де
тали сепараторов, особенно их сопла, что оказывает существенное
влияние на показатели работы всей станции. Для отделения этих
частиц крахмало-белковую суспензию подвергают обработке не
гидроциклонах-пескоотделителях марки ГП-100 или ГП-300, имею-
щих диаметр цилиндрической части соответственно 100 и 300 мм
и производительность 6—8 и 30—50 м3/ч. Устройство этих песковых
гидроциклопов и условия эксплуатации в производстве кукурузногс
крахмала такие же, как и при очистке картофельного крахмала
Разделение крахмало-белковой суспензии осуществляют на сепа-
раторной станции, включающей семь групп сепараторов. После
отделения песка суспензию крахмала обрабатывают последова-
тельно на четырех группах сепараторов (на рис. 74 группы /—4)
Для промывания крахмала сгущенный сход с 3-й группы сепара-
торов разбавляют свежей водой или фильтратом вакуум-фильтров
После этого суспензию направляют на 4-ю группу сепараторов.
Счищенный иа сепараторах крахмал дополнительно обрабатывают
на флотационной машине ФМ. После очистки на сепараторной
станции крахмал содержит 0,6—0,7% белка и 0,25—0,3% раство-
римых веществ (в пересчете на сухие вещества продукта).

Пенный сход с флотационной машины и жидкие сходы с сепа-
раторов 2-, 3- и 4-й групп противоточно используют на сепа-

раторной станции. Для сни-
жения нагрузки продуктом
сепараторов 1-й группы жид-
кий сход со 2-й группы
предварительно концентри-
руют на сепараторе-концен-
траторе 7. Сгущенный сход
с этого сепаратора направ-
ляют на 1-ю группу разде-
ления, а осветленную воду
используют для промывания
мезги и зародыша на сито-
вой станции.

Жидкий сход сепарато-

группы имеет кон-

центрацию 2,5—3,5% н со-
держит значительное коли-
чество крахмала. Для выде-
ления основной части этого

Коахмаг!

компонента

возвращения

Рис. 74. Технологическая схема разделе-
ния крахмале-белковой суспензии с обес-
крахмаливанием глютена.

его на 1-ю группу сепарато-
ров жидкий сход обрабаты-
вают на сепараторах 5.
В результате рециркуляции

значительного количества сгущенного схода на сепараторах 5
поддерживают его концентрацию 26—28%, что обеспечивает вы-
деление глютеновой суспензии с низким содержанием крахмала
(менее 20%).

Твердая фаза жидкого схода сепараторов 5 содержит в основ-
ном белковые частицы. Для предварительного концентрирования
глютеновую суспензию обрабатывают во флотационной камере
ФК. Пенный сход в количестве 30—40% к исходному продукту на-
правляют для концентрирования на сепараторы-концентраторы 6.
После концентрирования получают глютеновую суспензию концен-
трацией 6—8% сухих веществ, в том числе белковых 60%. Жид-
кий сход сепараторов—осветленная глютеновая суспензия — со-
держит 0,25—0,3% взвешенных веществ. Ее объединяют с освет-
ленной водой из флотационной камеры и используют в основном
для промывания и гидротранспортирования зерна и при приготов-
лении сернистой кислоты.

На всех группах сепараторов осуществляют рециркуляцию
сгущенных сходов, но лишь в пределах, необходимых для поддер-
200
жания задаиноС! концентрации суспензии, поступающей на сепа-
рирование.

Технологический режим на сепараторной станции, работающей
по схеме с обескрахмаливанием глютеновой суспензии, отражен
в табл. 53.

Таблица 53. Концентрация продуктов на сепараторной станции (в % по СВ)

Оборудование	Исходный продукт	Сгущенный (крахмаль- ный) сход	Жвтхий или певный сход
Первая группа сепараторов	11—13	32—34	2,5—3,5
Вторая »	»	14—16	35—46	4,0—4,5
Третья »	»	16—17	36—37	4,5—5,5
Четвертая »	»	17—18	37—38	5,5—6,0
Флотационная машина	37—38	38—39	16—18
Пятая группа сепараторов	2,5—3,5	26—28	1,5—1,8
Флотационная машина	1,5—1,8	0,4—Э,5	2,5—3,5
Шестая группа сепараторов	2,5—3,5	6-8	0,2—0,3
Седьмая »	»	4,0—4,5	18—20	0,5—0,6

Технологическая схема разделения крахмало-
белковой суспензии с использованием центро-
бежных сепараторов, флотационных машин и
камер без обескрахма Ливан и я глютеновой сус-
пензии представлена на рис. 75. При работе по этой схеме
также предусмотрено осуществлять предварительное выделение из
мельничного молока песка и других тяжелых частиц с помощью
песковых гидроциклонов. Очищенная от песка суспензия крахмала
с концентрацией сухих веществ 11—13% поступает в первую фло-
тационную машину ФМ-1 для выделения части белковых веществ
и жира. Это облегчает разделение крахмала и белка на сепара-
торах, гак как без предварительного отделения жир покрывает
тарелки, что ухудшает условия разделения. Из флотационной
машины суспензия поступает на сепараторную станцию, включаю-
щую сепараторы 1-й группы для предварительного концентриро-
вания суспензии, сепараторы основною разделения 2-й группы,
сепараторы 5-й группы для концентрирования жидкого схода с
машин 3-й группы, сепараторы — концентраторы глютена 6-й груп-
пы, флотационную машину ФМ-2 для контрольной очистки крах-
мальной суспензии после третьей ступени сепараторов, флотацион-
ные камеры ФК-1 для предварительного концентрирования глюте-
новых суспензий и ФК-2 для контрольной очистки осветленной
глютеновой воды. ]—4-я группы сепараторной станции оснащены
сепараторами-разделителями марки ПРН. На сепараторах 1-й груп-
пы производят предварительное концентрирование крахмало-бел-
ковой суспензии до 16—18% сухих веществ. Жидкий сход с этих
машин содержит значительное количество растворимых веществ,
поэтому его направляют в замочное отделение и используют для
промывания замоченного зерна, приготовления сернистой кислоты,
гидроподачи зерна н других производственных нужд. Для кон-
трольной очистки от взвешенных белковых частиц жидкий сход
пропускают через флотационную камеру ФК-2, пенный сход с ко-
торой направляют на концентрирование глютена.

На сепараторы 2—4-й групп подают суспензию концентрацией
16—18%. Содержание сухих веществ в жидком сходе с сепарато-

ров 2-й группы не долж-
но превышать 2,0%, 3-й и
4-й — 5%. Жидкий сход
со 2-й группы сепарато-
ров направляют для пред-
варительного концентри-
рования во флотацион-
ную камеру ФК-1, пенный
сход из этой камеры ухо-
дит на сепараторы — кон-
центраторы глютена, со-
держание сухих веществ
в нем примерно в 2—3
раза выше, чем в посту-
пающей на обработку
суспензии. Осветленная
вода из ФК-1 может со-
держать незначительное
количество крахмала, по-
этому ее направляют на
ситовую станцию завода
и используют в качестве
промывной жидкости.
Жидкий сход сепарато-
ров 3-й группы направ-
ляют на сепаратор-кок-
цеитратор типа ПРП или
ПРИ. Сгущенный сход с
этих машин с концентра-

Рис. 75. Схема разделения крахмало-бел-
ковой суспензии без обескрахмалинания
глютена.

цией сухих веществ около 20% возвращают на 2-ю группу сепа-

раторов, а жидкий сход используют как осветленную производ-
ственную воду.

Крахмальную суспензию с 4-й группы сепараторов-разделите-
лей направляют иа флотационную машину ФМ-2, где осуществ-
ляют контрольную очистку суспензии. Пенный крахмальный сход
с ФМ-2, содержащий 16—18% сухих веществ, в том числе и белко-
вые вещества, возвращают на сепараторы 4-й группы. Свежую
воду или фильтрат с вакуум-фильтров для промывания крахмала
и для создания необходимой концентрации исходных продуктов на
сепараторах-разделителях вводят в продукт перед 4-й группой.
I Основная часть промывной воды проходит все ступени разделения
сепараторной станции противоточно движению крахмала.
При очистке на сепараторах содержание белковых веществ в
крахмальной суспензии уменьшается с 6—8 (исходная суспензия)
до 0,5—0,6% (обработанная суспензия) в расчете на сухие веще-
ства продукта, содержание растворимых веществ — с 2,9—3,7 до
0,25—0,30%, кислотность суспензии (в мл 0,1 н. раствора NaOH
на 100 г сухих веществ продукта) со 180—210 до 28—34 мл. Со-
держание крахмала в глютене составляет 15—20 %,.

Пенный сход с ФК-1 и ФК-2 направляют на сепараторы типа
ПРП для концентрирования глютена. Сгущенный сход этих сепа-
раторов содержит около 12% сухих веществ, его направляют в
завод кормов, жидкий сход сепараторов содержит повышенное
количество взвешенных веществ (около 0,3% вместо 0,12% по
норме), поэтому его пропускают через ФК-2 для контрольной
очистки осветленной воды. Пенный сход ФК-2 возвращают на
сепаратор для концентрирования глютена, а осветленную воду
используют в замочном отделении для различных технологиче-
ских целей.

Технологический режим на сепараторной станции, работающей
по схеме без обескрахмаливания глютеновой суспензии, отражен
в табл. 54.

Таблица 54. Концентрация сухих веществ в продукте на сепараторной станции,
работающей без обескрахмаливания глютеновой суспензии (в % по СВ)

Оборудование	Исходный продукт	Сгущенный (крахмаль- ный) сход	Жидкий или пенный сход

Флотационная машина ФМ-1

Первая группа сепараторов

Вторая	»	»

Третья	»	»

Четвертая »	»

Флотационная машина ФМ-2
Пятая группа сепараторов
Шестая »	»

Флотационная камера ФК-1

»	» ФК-2

11—13
16—18
28—30
36—37
37—38
38—39

10—12

16—18

0,9—1,1

0,5—0,6

Технологическая схема разделения кр ахмало-белко-
вой суспензии с использованием центробежных сепа-
раторов, гидроциклонов и флотационных камер, приме-
няемая на некоторых зарубежных заводах, представлена на рис. 76 Крахмало-
белковую суспензию, очищенную от мезги и песка, из сборника 1 с помощью
центробежных насосов подают через контрольные фильтры на сепараторы-разде-
лители 2 для выделения глютеновой суспензии. В результате такой обработки
содержание белковых веществ в крахмале снижается до 2,5% Жидкий сход
сепараторов 2 содержит 2,7% сухих веществ Его направляют на сепаратор
для обескрахмаливания 7.

Для получения более концентрированной белковой суспензии жидкий сход
с сепаратора 7 обрабатывают во флотационной камере ФК-1 Пенную фракцию,
содержащую 4—5% сухих веществ, направляют на сепараторы — концентра-
торы глютена 6, где сгущенный сход уплотняют до содержания сухих
веществ 12%. Жидкий сход с этих сепараторов подвергают затем контрольной
•очистке во флотационной камере ФК-2 и осветленную воду используют на
технологические цели в замочном отделении. Сгущенный крахмальный сход
«с сепараторов-разделителей поступает в сборник 4 перед 8-ступенчатой станцией
гидроциклонов 5, укомплектованной микроциклонами диаметром 10 мм На каж-
дой ступени обычно установлены сотни таких элементов, компактно собранных
в корпусе гидроциклона. Разделение крахмала и белка и противоточное про-
мывание крахмала свежей водой или фильтратом с вакуум-фильтров произво-

Рис. 76. Схема разделения крахмале-белковой суспензии, применяемая на не-
которых зарубежных заводах.

дят, подавая продукт в микроциклоны под давлением 0,5—1 МПа, уплотняя
суспензию на каждой ступени. Содержание сухих веществ увеличивается при
этом с 18—20 до 40%. Свежую воду для промывания крахмала подают в про-
дукт перед последней ступенью гидроцнклонов. Жидкий сход с последней
ступени направляют в продукт, поступающий на предыдущую ступень гидро-
ииклонов. Таким же образом используют жидкие сходы всех ступеней станции,
кроме первой. Направление сходов в исходные продукты предыдущей ступени
мультициклонов обеспечивает противоточное перемещение свежей воды и крах-
мала по всей батарее гидроциклонов. Расход свежей воды составляет около
2 м3 на 1 т сухих веществ кукурузного зерна.

Жидкий сход с 1-й ступени станции гидроциклонов концентрируют на сепа-
раторах-концентраторах 3 и возвращают в сборник I перед сепараторами-раз-
делителями. Осветленную воду сепараторов — концентраторов крахмала как
более свежую и содержащую меньшее количество растворимых веществ исполь-
зуют для промывания мезги и зародыша на ситовых станциях.

Крахмальная суспензия, очищенная по данной технологической схеме,
отличается высоким качеством. Содержание белковых веществ в ней составляет
0,3—0,4% к сухим веществам продукта, растворимых веществ — менее 0,05%;
концентрация суспензии 40—42%. Крахмал, полученный по такой схеме, не
нуждается в дополнительном промывании. Преимуществом схемы является
также и то, что в ней используют меньше единиц такого сложного и дорогого
оборудования, как центробежные сепараторы (4 группы вместо 6—7, предусмат-
ривавшихся по ранее рассмотренным схемам).

На рис. 76 приведен также режим работы станции разделения крахмала
и белка. Над строкою показаны часовое количество продуктов, поступающих
и уходящих с отдельных групп станции, и процентное содержание в них сухих
веществ, под строкою — часовое количество сухих веществ в этом же продукте.
Данные рассчитаны для завода суточной производительностью 360 т сухш
хешем в кукурузного зерна

Сепараторная станция, работающая по любой из рассмотренных схем
обеспечивает высокое качество разделения при равномерной нагрузке машин
строгом поддержании па заданном уровне показателей концентрации исходного
продукта, температуры, правильного подбора сопел для вывода сгущенного
схода и наличии квалифицированного персонала, обслуживающего сепаратор-
тую станцию.

S. ПРОМЫВАНИЕ КРАХМАЛА

Характеристика суспензии и метод промывания

Крахмальная суспензия, прошедшая очистку только на сепа-
раторной станции (без гидроциклоиов), характеризуется значи-
тельным содержанием растворимых веществ и повышенной кислот-
ностью. Степень чистоты (доброкачественность) такого крахмала
недостаточна для производства крахмалопродуктов, особенно глю-
козы и глюкозно-фруктозного сиропа. При выработке крахмальной
патоки, сухого крахмала и ряда других продуктов необходимо
иметь суспензию крахмала концентрацией 40% и выше. Для
уменьшения содержания растворимых веществ в крахмале и под-
держания требуемой по технологическим условиям концентрации
сухих веществ в продукте, передаваемом в производство конеч-
ной продукции, суспензию крахмала после очистки на сепараторах
промывают и обезвоживают на вакуум-фильтрах.

По химическому составу растворимые вещества суспензии
близки к жидкому экстракту, получаемому при замачивании зерна.
Они состоят из азотистых веществ (30—40%), растворимых угле-
водов (20—25%), минеральных веществ (20—25%) и прочих
-соединений (10—15%).

В суспензии крахмала, прошедшей очистку на сепараторах, со-
держание белка составляет 0,5—0,6%, растворимых веществ —
0,25—0,3%; кислотность крахмала 28—34 мл 0,1 п. раствора NaOH
на 100 г сухих веществ.

К недостаткам промывания крахмала на вакуум-фильтрах сле-
дует отнести то, что в этом случае происходит удаление только
растворимых веществ. Кроме того, вакуум-фильтры занимают
большие производственные площади, требуют значительного коли-
-чества вспомогательного оборудования, большого расхода электро-
энергии. На станции промывания крахмала в корытах вакуум-
фильтров и в сборниках обычно задерживается большое количе-
ство суспензии крахмала. Это создает благоприятные условия для
активизации микробиологических процессов., что приводит к ухуд-
шению качества крахмала—повышению кислотности и содержа-
ния растворимых веществ.

При применении для разделения крахмала и белка 4—5-сту
пенчатых сепараторных станций получают крахмал достаточно
высокого качества, поэтому одно- пли двукратная обработка крах-
мала на вакуум-фильтрах позволяет получить крахмал требуемого

20-5
качества. Для промывания крахмала на последней группе вакуум-
фильтров используют умягченную воду или чистый конденсат.
Для разведения снятого осадка крахмала с последней группы
вакуум-фильтров при производстве патоки и глюкозы применяют
промывные воды, содержащие сухие вещества сиропов или кон-
денсат.

Схема устройства и работы вакуум-фильтров

Барабанные вакуум-фильтры относятся к оборудованию непре-
рывного действия. Цилиндрическая стенка барабана имеет круг-
лые или овальные отверстия. Барабан установлен горизонтально
в двух подшипниках скольжения, закрепленных и а боковых стей-
ках металлического корыта (рис. 77). Часть барабана погружена

Рис. 77. Схема барабанного вакуум-фильтра.

в корыто 6, заполняемое при работе до постоянного уровня крах-
мальной суспензией, поступающей иа очистку. Для перемешивания
суспензии в корыте вакуум-фильтра предусмотрено устройство 7.

При подготовке вакуум-фильтра к работе на перфорированную
поверхность барабана натягивают фильтровальную ткаиь
(фильтрдиагональ). Край ткани закрепляют ва барабане и бара-
бан по ткаии обматывают проволокой с расстоянием между вит-
ками до 200 мм.

Барабан 1 вакуум-фильтра разделен радиальными перегород-
ками 2 на 12—24 секции (иа рисунке показано 12), каждая из
которых имеет свое выходное отверстие (окна 4) на торцовой
части ступицы. Последняя плотно прилегает к неподвижной рас-
пределительной головке 5 вакуум-фильтра, разделенной на четыре
неравные секции. Через самую большую секцию I насосом отсасы-
вают воздух и фильтрат, из секции II — воздух и промывную воду
тв секцию III подают воздух для отдувки полотна, что ломает
осадок крахмала я облегчает его съем ножом 3, через секцию /V
подают воздух для регенерации фильтровальной ткани. Таки&
образом, примерно 80% поверхности вакуум-фильтров находится
шод остаточным давлением 33—40 кПа. Снятый ножом 3 сыро!
крахмал поступает в шпек-перемешиватель, где его размешивают
с горячей водой и передают затем в цехи производства крахмало-
продуктов.

Над верхней частью барабана установлены оросители 8 для по-
дачи горячей промывной воды на отфильтрованный слой крахмала.
Подачу воды осуществляют через разбрызгивающие форсунки.

Работа барабанного вакуум-фильтра протекает следующим
образом. После подготовки оборудования фильтрационной уста-
новки к работе включают электродвигатели привода, барабана и
-метального устройства 7, корыто 6 заполняют суспензией крах-
мала до перелива, открывают вентили, соединяющие распредели-
тельную головку с трубопроводами, находящимися под разреже-
нием и под давлением. Барабан вакуум-фильтра погружен в сус-
пензию примерно на Vs, частота его вращения около 1 об/мин. За
один оборот каждая секция барабана проходит следующие фазы
процесса фильтрации: фильтрация суспензии с образованием на
фильтровальной ткани осадка крахмала и с удалением фильтрата-,
просушивание крахмала с удалением остатков фильтрата; промы-
вание слоя крахмала водой; сушка промытого крахмала; отдувка
полотна и снятие осадка крахмала ножом; подготовка фильтро-
вальной ткани к следующему циклу работы.

При непрерывном вращении барабана в суспензию входит та
его часть, иа фильтрующей перегородке которой нет осадка, т. е,
участки барабана с чистой фильтровальной тканью. В тот момент,
когда выходное окно секции барабана попадает в зону секции I
-распределительной головки, соответствующий участок барабана
оказывается под разрежением и через ткань начинается фильтра-
ция жидкой фазы суспензии, а на фильтровальной ткани отклады-
вается слой крахмала. По мере перемещения барабана в суспен-
зии толщина слоя крахмала иа ткани возрастает. Жидкая фаза
вместе с отсосанным воздухом попадает через окна секций бара-
бана в распределительную головку, а оттуда — в ресивер.

После выхода барабана с осадком крахмала из суспензии от-
сос жидкой фазы продолжается, что приводит к подсушиванию
крахмала. Для более полного удаления жидкой фазы из сырой
крахмальной лепешки ее промывают чистой водой через оросите-
ли 8. Секции барабана, находящиеся в зоне промывания крахмала
и последующего подсушивания, соединены окнами с секцией II
распределительной головки, находящейся под разрежением. От-
•фильтрованная промывная вода попадает в неподвижную головку
и при необходимости может быть отведена отдельно через свой
штуцер или объединена с фильтратом.

При дальнейшем вращении барабана секции с промытым и
подсушенным крахмалом попадают в зону избыточного давления,
создаваемую подводом сжатого воздуха в секции III распредели-
тельной головки. Здесь происходит отрыв фильтрующей перего-
родки (ткани) от поверхности барабана, что приводит к ломке
крахмального осадка. Отдувка облегчает снятие осадка, которое
производят с помощью ножевого устройства 3. После снятия
осадка поверхность фильтра еще некоторое время подвергается
продуванию сжатым воздухом, поступающим в секции барабана
через штуцер IV секции распределительной головки. Продувание
обеспечивает частичную регенерацию фильтровальной ткани. Для
предотвращения осаждения крахмала в корыте при работе вакуум-
фильтра суспензию перемешивают с помощью метального устрой-
ства, выполненного в виде качающейся рамы.

Схема двукратного противоточного промывания крахмала на
вакуум-фипьтровой установке

Вакуум-фил ьтровые установки (рис. 78) оснащают всем необ-
ходимым оборудованием для непрерывного противоточного про-
мывания крахмала: сборниками для крахмальной суспензии I и 10*

вакуум-фильтрами 2 и 4, ресиверами для разделения фильтрата
и воздуха 3 и 5, барометрическими сборниками 8 и 12, центробеж-
ными насосами 9, 11, 13 и 14, вакуум-насосами 7, воздуходув-
ками 6.

Противоточное промывание крахмала на вакуум-фильтрах осу-
ществляют следующим образом. Крахмальную суспензию, очи-
щенную на сепараторах и содержащую 38—40% сухих веществ,
разбавляют фильтратом со 2-й группы вакуум-фильтров до кон-
центрации 25 —28% и подают в корыто вакуум-фильтра 2 для
первого промывания крахмала. В качестве промывной жидкости
на этой 1-й группе используют фильтрат, получаемый при втором
промывании крахмала. Фильтраты и воздух из распределительной
головки фильтра 2 поступают в вакуум-сборник 3, откуда фильтрат
по барометрической трубе стекает в сборник 12. Насосом 13 его
откачивают в сепараторное отделение, где используют для промы-
вания крахмала на сепараторах.

Крахмал, снятый ножом с фильтра, размешивают с конденса-
том или умягченной водой и направляют в сборник 10. Отсюда
суспензию крахмала концентрацией 32—35% сухих веществ на-
сосом 11 перекачивают в корыто вакуум-фильтра 4 для второго
промывания. На 2-й группе вакуум-фильтров крахмал промывают
конденсатом. Фильтрат и воздух разделяют в ресивере 5, фильт-
рат собирают в сборнике 8 и насосом 9 перекачивают на вакуум-
фильтры первой ступени. Крахмал разбавляют конденсатом или
промывной водой и направляют в цехи для обработки и выпуска
готовой продукции. Воздух из ресивера откачивают водокольце-
вым вакуумным насосом 7. Для отдувки полотна перед ножевым
съемом осадка крахмала используют сжатый воздух от воздухо-
дувки 6.

Обработка крахмальной суспензии на вакуум-фильтрах проте-
кает при интенсивном контакте продукта с воздухом в условиях,
благоприятствующих развитию микрофлоры. Для предупрежде-
ния активизации действия микроорганизмов необходимо следить
за тем, чтобы содержание SO2 в суспензии крахмала, поступаю-
щей на промывание, было не ниже 0,03%. Не следует допускать
излишней задержки продукта в сборниках вакуум-фильтровой
станции. Необходимо регулярно (примерно один раз в сутки) про-
изводить смену фильтровальной ткани на барабанах фильтров и
поддерживать хорошее санитарное состояние в вакуум-фильтро-
вом отделении. Загрязненная фильтровальная ткань должна быть
тщательно отмыта. Снятую с фильтра ткань замачивают в течение
1 ч в 1%-ном растворе соляной кислоты или в 0,5 %-ном растворе
гидроокиси натрия, а затем ополаскивают в горячей воде. Вы-
стиранную ткань высушивают.

При промывании крахмала расходуют 150—170 кг воды на
100 кг сухих веществ крахмала. Из этого количества 50—70 кг
используют для промывания и около 100 кг для разведения крах-
мала. Температура чистой воды, подаваемой на 2-ю ступень про-
мывания, должна быть 65—75° С, что обеспечивает температуру
суспензии крахмала после разведения 40—45° С. Влажность крах-
мала, снимаемого с фильтра, составляет около 50%, его кислот-
ность после окончательного промывания должна быть не более
25 мл 0,1 н. раствора NaOH на 100 г сухих веществ, содержание
растворимых веществ — не более 0,2% к крахмалу.

Состав промытого крахмала характеризуется следующими дан-
ными (в ™ по СВ): крахмал 98,4—98,7; протеин (NX6.25) 0,4—
209
0,5; растворимые вещества 0,10—0,15; зола 0,1—0,15; жир гидро-
лизный— 0,5—0,55; жир экстрагируемый 0,10—0,15; другие веще-
ства 0,25—0,5%. Очищенный крахмал направляют в производство
сухого крахмала, крахмальной патоки, кристаллической и пище-
вой глюкозы, используют для приготовления декстрина и разных
видов модифицированных крахмалов.

Производительность вакуум-фильтров зависит от многих фак-
торов: качества и состояния фильтровальной ткани, концентрации,
температуры и состава суспензии крахмала, содержания в ней
диоксида серы, величины остаточного давления, полноты съема
осадка и т. п. Замену ткани производят один раз в сутки, а при
использовании фильтровальной ткани из синтетической пряжи и
.работе в оптимальных условиях — один раз в месяц. С учетом
вспомогательных операций и ежесуточной замены ткани продол-
жительность полезной работы вакуум-фильтра в сутки составляет
22—22,5 ч.

Производительность вакуум-фильтра в оптимальном режиме
эксплуатации и при концентрации суспензии крахмала не ниже
28% составляет па первом промывании крахмала 180—200, на вто-
ром 230—250 кг сухих веществ в час на 1 м2 поверхности фильт-
рации.

Для промывания крахмала используют барабанные кислото-
стойкие фильтры марки БОК 10-2,6, БОК 20-2,6 (2,6—диаметр
-барабана в метрах) с поверхностью фильтрации соответственно
10 и 20 м2. Угол погружения барабанов в суспензию 149’. Корыта
-этих фильтров вмещают соответственно 3,5 и 4,2 м® суспензии
•крахмала. Детали, соприкасающиеся с обрабатываемым продук-
том, выполнены из нержавеющей стали.

Подбор вакуум-насоса производят из расчета отсасывания
1 м3/мин через 1 м2 зоны фильтра, находящейся под разрежением.
Воздуходувка должна обеспечить подачу 0,3 м3/мин воздуха на
1 м2 продуваемой поверхности фильтра.

9.	ПРОИЗВОДСТВО КУКУРУЗНОГО КРАХМАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПРОГРЕССИВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Схема производства

При строительстве новых заводов, а также при реконструкции
действующих предприятий широко используют технологические
схемы, обеспечивающие получение наиболее высоких технико-эко-
номических показателей—выхода крахмала, максимальной сте-
пени использования сухих веществ зерна, обеспечение высокой
производительности труда. В этом случае обычно используют но-
вое прогрессивное оборудование.

Более подробно принципы подбора технологических схем ука-
заны в параграфе 13 главы III.

Прогрессивные технологические схемы широко применяют как
в нашей стране, так и за рубежом (рис. 79). При их подборе
предусматривают использование современного оборудования — из-
210
Рис. 79. Технологическая схема производства кукурузного крахмала с использованием прогрессивного оборудования.
мельчителей ударного типа, гидроциклонов для выделения заро-
дыша, дуговых сит, центробежных сепараторов и гидропнклонов
для очистки крахмала.

Перед подачей в производство кукурузное зерно очищают от
сорных (проход через сига с отверстиями диаметром 2,5 мм) и
крупных (больше размера зерна) примесей. Зерновые отходы
реализуют при производстве кормов. Очищенное зерно взвеши-
вают па автоматических весах 3, направляют в замочные чаны I
отделения замачивания зерна. Замочные чаны с подогревателями 2
комплектуют в батареи, работающие ио принципу противотока,—
сернистую кислоту из абсорбера 5 через сборник 4 подают в чан,
в котором завершается цикл замачивания зерна, жидкий экстракт
откачивают на уваривание из чана со свежезагруженным зерном.
Для замачивания используют сернистую кислоту, которая перед
подачей в чан имеет концентрацию 0,15—0,20% SO2- После завер-
шения цикла замачивания зерно промывают горячей (45—50° С)
возвратной водой. Промывная вода идет на приготовление серни-
стой кислоты, используемой в замочном отделении.

Сернистую кислоту из абсорбера 6 через сборник 7 направляют
на ситовую станцию в сборник 33—2. Замоченную н промытую
кукурузу с помощью гидротранспортера и насоса 34 подают в
производство через гидроциклон — отделитель камней 8 на первое
дробление. Для транспортирования зерна в системе гндроподачи
применяют нагретую осветленную глютеновую воду или суспен-
зию крахмала. Эту жидкость используют многократно. Часть ее
вместе с зерном поступает на дробление, поэтому в процессе ра-
боты в систему гидроподачи постоянно вводят небольшое коли-
чество нагретой транспортерной воды. Перед вводом замоченного
зерна в дробилку [1 транспортерную воду отделяют от зерна на
дуговом сите 9, а зерно направляют в бункер 10. Для создания
требуемой консистенции и предупреждения налипания продукта
на диски дробилок в зерно добавляют необходимое количество
крахмальной суспензии с сит отцедки зародыша. При дроблении
освобождается основная часть зародыша.

Выделение зародыша производят на гидроциклонной уста-
новке 12. Для обеспечения требуемой консистенции в кашку перед
ее обработкой па гидроциклонах добавляют необходимое коли-
чество суспензии с сит отцеживания и промывания зародыша.
Выделенный зародыш с крахмальной суспензпей направляют на
станцию контрольной очистки зародыша 18, а кашку, содержащую
часть зародыша, связанного с эндоспермом, — на второе дробле-
ние. На вторых дробилках 13 производят более мелкое измельче-
ние с целью полного освобождения связанного зародыша. Для
того чтобы процесс измельчения и освобождения зародыша проте-
кал более эффективно, от кашки перед вторым дроблением иногда
I отделяют суспензию крахмала на дуговом сите.

Кашку со вторых дробилок размешивают с определенным коли-
чеством суспензии с сит отцеживания и промывания зародыша
I и направляют на гидроциклоны второго выделения зародыша 14.
212
Зародыш вместе с суспензией крахмала поступает иа станцию
контрольной очистки, а кашка, из которой почти полностью выде-
лен зародыш, — на станцию тонкого измельчения. Двукратное
дробление зерна и выделение зародыша при правильном ведении
технологического процесса обеспечивают возможность извлечения
целого свободного зародыша в количестве 90% его содержания
в зерне.

Суспензию с зародышем с контрольных гидроциклоиов направ-
ляют на дуговые сита отцеживания зародыша 19 и двукратного
.противоточного промывания 20, 21. При промывании зародыша,
обеспечивающем максимальное отделение от зародыша свободного
крахмала, используют горячую осветленную глютеновую воду.
Крахмальная суспензия с сит отцеживания и первого промывания
зародыша поступает в систему дробления зерна и выделения заро-
дыша, где ее используют для обеспечения необходимой консистен-
ции продуктов, поступающих на первое дробление и иа гидро-
циклоны для выделения зародыша. Выделенный зародыш обез-
воживают на шнек-прессах 22 и сушат.

Кашка со вторых гидроциклонов поступает на дуговые сита
отделения первого крахмального молока 15, а затем в перемеши-
ватель 16 и подвергается топкому измельчению иа машинах удар-
ного действия 17. Предварительное отделение от кашки суспен-
зии крахмала позволяет более эффективно использовать измель-
чители н снижает содержание связанного крахмала в кашке после
измельчающей машины. Первое крахмальное молоко направляют
в сборник 32 и затем на сита 31 для окончательной очистки сус-
пензии от мелкой мезги.

После тонкого измельчения получают кашку, содержащую
кроме свободного крахмала частицы крупной и мелкой мезги.
В жидкой фазе этого продукта содержатся растворимые вещества
-зерна. Кашку разбавляют суспензией с первых сит промывания
крупной и мелкой мезги и направляют на сита отделения мез-
ги 33-1. Отцеженную на ситах мезгу направляют на станцию
дуговых сит 33 (2—7) для совместного противоточного промыва-
ния крупной и мелкой мезги. Для промывания здесь также ис-
пользуют горячую осветленную глютеновую воду. Суспензию с сит
промывания мезги 33-2 направляют в сборник после измельчителя
для разбавления кашки и частично используют для регулирования
консистенции кашки перед измельчающей машиной. Отмытую
мезгу обезвоживают сначала на сите 24, а затем на шиек-прес-
‘Сах 23 и применяют для приготовления кукурузного корма. После
промывания содержание свободного крахмала в мезге не должно
превышать 3%’ к массе продукта.

Первое крахмальное молоко и суспензию, получаемую иа си-
тах отделения крупной и мелкой мезги (второе крахмальное мо-
локо) 33-1, объединяют в сборнике 32 и направляют на рафини-
ровальные дуговые сита 31 для окончательной очистки суспензии
«от мелкой мезги. В прошедшем через сита продукте содержание
мелкой мезги не должно превышать 0,1 г/л. Выделенную при рафи-
213
пировании суспензии мезгу направляют на сита 33-2 промывания
крупной и мелкой мезги.

Очищенную крахмальную суспензию направляют на станцию
центробежных сепараторов-разделителей 25 для выделения из нее
белковых веществ и отделения жидкой фазы, содержащей значи-
тельное количество растворимых веществ зерна Сгущенный сход
с сепараторов поступает в сборник 26 и затем для окончательной
очистки — на 9-ступенчатую батарею гидроциклонов 28. Жидкий
сход с первой ступени гидроциклонов сгущают на сепараторах 27
и крахмал возвращают в сборник перед сепараторами 25. Белко-
вые вещества и жидкую фазу в виде сильно разбавленной суспен-
зии (около I % взвешенных веществ) направляют на станцию кон-
центрирования глютена, оснащенную флотационными камерами 30
и центробежными сепараторами 29.

Концентрированный глютен, содержащий 10—12% сухих ве-
ществ, обезвоживают на вакуум-фильтрах и используют для при-
готовления смешанного кукурузного корма. Осветленную глютено-
вую воду, содержащую менее 0,12% взвешенных веществ, подогре-
вают и применяют для замачивания зерна, промывания мезги и
зародыша и других производственных целей. Очищенный па сепа-
раторах и гидроциклонах крахмал используют для производства
различных крахмалопродуктов.

Для промывания крахмала используют конденсат или умягчен-
ную нагретую воду. Фильтраты и воды, получаемые при промы-
вании крахмала, применяют противоточно в процессе производства
кукурузного крахмала. Таким образом, по схеме замкнутого про-
цесса свежую воду вводят только один раз, а именно при окон-
чательном промывании крахмала. При работе по такой схеме
удается сократить расход свежей воды в производстве с восьми-
кратного по отношению к сухим веществам перерабатываемой
кукурузы до примерно двукратного.

Кроме того, применение схемы замкнутого процесса позволяет
получить и ряд других преимуществ: полностью использовать су-
хие вещества кукурузного зерна, снизить расход пара на подогрев
производственной воды, получить более концентрированный жид-
кий экстракт, уменьшить расход сернистой кислоты, свести к ми-
нимуму сброс сточных вод, загрязненных органическими вещест-
। вами, что позволяет снизить затраты на сооружение и эксплуата-
I цию очистных сооружений.

Наряду с достоинствами схема замкнутого процесса имеет и
1 определенные недостатки. Так, в возвратной производственной
। воде содержится значительное (0,6—0,8%) количество раствори-
1 мых веществ, эта вода имеет повышенную кислотность. Все это
| затрудняет работу производственного оборудования, увеличивает
опасность активизации деятельности микроорганизмов, затрудняет
| очистку крахмала, требует соблюдения баланса волы и более стро-
гого контроля за ведением технологического процесса, а также
| увеличения мощности станции промывания крахмала.
Использование прогрессивного оборудования при работе по
этой схеме позволяет получить выход крахмала, равный 66—68%
б пересчете на сухие вещества исходного кукурузного зерна. Ко-
эффициент извлечения крахмала из зерна 94—96%, выход заро-
дыша прн этом находится на уровне 7—7,5%. Содержание общего
крахмала в крупной мезге составляет 7—8%, в мелкой — 30—35%.
При совместном промывании крупной и мелкой мезги содержание
•связанного крахмала в мезге не должно превышать 15, а свобод-
ного— 3%. Содержание общего крахмала в промытом зародыше
должно быть не выше 8%. Потери крахмала с глютеном состав-
ляют 16—18% в пересчете на сухие вещества.

Направления усовершенствования технологических схем
производства кукурузного крахмала

Основные направления технического прогресса в производстве
крахмала из кукурузного зерна заключаются в автоматизации и
интенсификации производственного процесса; повышении надеж-
ности работы оборудования; снижении энергетических и трудовых
затрат.

Создание в последние годы машин ударного действия для
помола кашки, дуговых сит, высокопроизводительных сепарато-
ров и гидроциклонов для промывания крахмала в значительной
«степени решает поставленные задачи. Это, однако, не исключает
дальнейшего совершенствования технологии и оборудования куку-
рузокрахмального производства.

Имеется ряд предложений по усовершенствованию схемы замк-
нутого процесса производства кукурузного крахмала. А. С, Сипя-
гиным и Н. Н. Трегубовым разработана схема так называемого
«короткозамкнутого» процесса, по которой предусмотрен вывод
из процесса жидкой фазы, содержащей растворимые вещества,
фильтрацией на вакуум-фильтрах кашки, полученной после тон-
кого измельчения зерновой массы на машинах ударного действия,
т. е. сразу после разрыва клеток эндосперма, когда содержа-
щиеся в них растворимые вещества переходят в жидкую фазу.
С фильтратом, полученным при обработке кашки на вакуум-
фильтрах, выводят 70% растворимых веществ, оставшихся в зерне
после замачивания. После очистки от взвешенных веществ и подо-
гревания фильтрат с вакуум-фильтров направляют в замочное
отделение и используют для промывания зерна, приготовления
сернистой кислоты и замачивания зерна.

Лепешку с вакуум-фильтров, содержащую крахмал, мезгу и
белковые вещества, размешивают суспензией с сит промывания
мезги. В жидкой фазе этой суспензии содержится лишь 30% рас-
творимых веществ, что значительно меньше, чем в таком же
продукте, получаемом при обычном ведении технологического про-
цесса. Снижение концентрации растворимых веществ в жидкой
фазе продуктов на последующих стадиях производства в опреде-
ленной степени облегчает ход технологического процесса, снижает
кислотность продуктов, увеличивает концентрацию жидкого экс-
тракта, облегчает очистку и повышает качество вырабатываемого
крахмала.

Ряд решений по совершенствованию технологического процесса
Жшодства кукурузного крахмала предложен специалистами
. В одной из схем предусмотрено двухступенчатое измельче-
ние кашки после выделения из пес зародыша. Первое измель-
чение производят на дезинтеграторах ударного типа. После отде-
ления крупной мезги из суспензии на сотрясательных ситах выде-
ляют крупку и подвергают ее топкому измельчению на истирающих
машинах. Подсптовый продукт (первое крахмальное молоко) на-
правляют на вакуум-фильтр для отделения фильтрата с повы-
шенным содержанием растворимых веществ. Фильтрат насыщают
диоксидом серы и направляют в замочное отделение.

Осадок, снятый с вакуум-фильтра, разбавляют суспензией с сит
промывания мелкой мезги. Таким образом, здесь получают час-
тично такой же эффект, как и в схеме с «короткозамкнутым» про-
цессом: в суспензии, содержащей крахмал, белок и мелкую мезгу,
жидкую фазу с повышенным содержанием растворимых веществ
заменяют жидкой фазой с пониженным содержанием этих соеди-
нений, но не отделяют растворимые вещества твердой фазы над-
ситового продукта.

В другой технологической схеме отделение жидкой фазы пер-
вого крахмального молока производят на центробежных сепара-
торах. Очищенный жидкий сход сепараторов используют в замоч-
ном отделении.

В современных технологических процессах предусмотрено ис-
пользование высокопроизводительного оборудования, оснащенного
стойкими к коррозии и истиранию ударными элементами, ситовыми
поверхностями, микроциклопами, роторами сепараторов, турбин-
ками и корпусами насосов, а также осуществление автоматиче-
ского регулирования и контроля параметров технологических опе-
раций.

10.	РАСХОД ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПАРА, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

И воды

При производстве сырого кукурузного крахмала используют
ряд вспомогательных материалов в соответствии с приводимыми
ниже нормами их расхода на 1 т сухих веществ перерабатываемой
кукурузы:

Материал

Сера комовая, кг

Сита металлические, щелевые, колосниковые, м2

Ткань капроновая для сит, м2

Фильтрдиагональ, м2

Кислота соляная, кг

Сода каустическая, кг

Проволока стальная, кг
В производстве кукурузного крахмала пар используют на зама-
чивание зерна, подогрев осветленной глютеновой и свежей воды.
Расход пара при давлении 0,3 МПа на указанные технологические
операции составляет:

Операция

Замачивание кукурузного зерна
Подогрев

осветленной глютеновой воды
свежей воды

.Мойка и сушка сит и полотен

Расход пара,
кг иа 1 т су-
хих веществ
перерабаты-
ваемой
кукурузы

149

476
133
(фильтрационной ткани) 15

Итого:	773

Расход электроэнергии составляет 220 кВт-ч/т.

Установлены следующие нормы потребления свежей и оборот-
ной воды при производстве крахмала (в м3 на 1 т сухих веществ
перерабатываемой кукурузы):

Операция	Свежая вода	Возвратная вода
Гидротранспортирование и	замачивание зерна	—  Промывание  замоченного зерна	—  зародыша	—	1,46  1,00  1,20
мезги	—  крахмала	1,90	2,97

С учетом неравномерности потребления воды установлены нор-
мы расхода воды на 1 т сухих веществ перерабатываемого зерна;
2,5 м3 свежей и 8,6 м3 возвратной. Сброс воды на очистные со-
оружения не должен превышать 0,5 м3 на 1 т сухих веществ
переработанного сырья.

11.	ВЫХОД И КОЛИЧЕСТВО ПРОДУКТОВ ПО СТАНЦИЯМ ПРОИЗВОДСТВА
СЫРОГО КУКУРУЗНОГО КРАХМАЛА

В зависимости от качества исходного сырья, технического осна-
щения предприятия и уровня ведения технологического процесса
выход безводного крахмала из сухих веществ зерна колеблется
от 64 до 67%. Кроме того, при переработке кукурузного зерна
получают зародыш, крупную и мелкую мезгу, глютен и экстракт
{см. табл. 55).

Содержание крахмала в сухих веществах зерна принимают рав-
ным 69,5%. При выходе крахмала 65,9% коэффициент извлечения
крахмала составит 65,9-100:69,5=94,82%.

Характеристика основных продуктов, получаемых в производ-
стве сырого кукурузного крахмала, приведена в табл. 56.
Таблица 55. Средний выход продуктов при переработке кукурузного зерна]
на крахмал (в кг на 100 кг сухих веществ зерна)3|

Продукт	Сухие веще-  ства продукта		Процент от выхода сухих
	(всего)	крахмал	
Крахмал	65.9	65,00	98,7
Зародыш	7,4	0,68	9,0
Крупная мезга	5,9	0,53	9,0
Мелкая мезга	3,8	1,26	33,0
Глютен	10,0	2,00	20,0
Экстракт	7,0	0,03	0,5

Итого:

Таблица 56.

Выход и характеристика основных продуктов, получаемых
в производстве сырого кукурузного крахмала

	Содержа.		На IDD кг сухих ве- ществ верна ктвуру*	
			эы.	кг
Продукт	ние сухих			
	веществ, %		веществ	продукта  TOejpHOB влажнеет»

Кукурузное зерно на замачивание Сернистая кислота на замачивание	86	1,000	100,0	П9,0‘ 146.7
Жидкий экстракт	7,0	1,028	144,0	144,0
Зерно после замачивания	56	—-	93,0	166,0
Продукт на первое дробление зерна	32,4	.—-	96,7	298,7
Продукт на первые гидроцикланы выделе-	17.9	1.074	181.1	1011,7
нии зародыша  Продукт на сито отцеживания перед вто-	21,6	1,090	186,4	863,0
рым дроблением  Продукт на вторые гвдроцнклоны выделе-	18,3	1,075	239,6	1306,0
ния зародыша  Зародыш с суспензией на гвдроцнклоны	14,3	1,058	248,3	1741.5
контрольной очистки  Сгущенный сход контрольных гидроцикло-	18,0	1,074	99,6	553,0
нов на второе дробление  Сгущенный сход гидрощцслонов второго	32,2	—	85,6	266,2
выделения зародыша^  Суспензия с сит отцеживания зародыша	12	1,048	137,6	1146,0
Суспензия с сит первого промывания заро-	2,8	1,012	3,7	132,7
дыша  Зародыш после прессования	37,4		7 4	19,8-
Первое крахмальное молоко	14,3	1,058	21*6	т50,6
Продукт на измельчители (помол)	25	-—	64,0	256,0
Суспензия с сит промывания мезги	3,8	1,015	23,0	601,0
Суспензия после измельчителей на сита	9,7	1,038	89,0	915,7
отцеживания  Второе крахмальное молоко	8,5	1,034	56.3	664,2
Продолжение табл. 56

Продукт	Содержа- ние сухих веществ.	Плотность, кг/л	На 100 к ществ зерн  сухих веществ	г сухих ве- кукурузы» г  продукта товарной влажности

Мезга иа ситовую станцию для промыва-	13,0	1,053	32,7	251,5
ния  Мезга после прессования	53,9	—	9,7	27,7
Крахмало-белковая суспензия на рафиниро-	9,6	1.039	77.9	814,8
вальные сита  Мелкая мезга, возвращаемая на сита про-	12,0	1.048	2,0	18.7
мывания мезги  Крахмало-белковая суспензия на сепаратор	9,6	1,039	75,9	796,1
для разделения  Крахмальная суспензия на гидроциклоны	35,0	1,154	75,9	216,3
для очистки  Очищенная суспензия крахмала	40,0	1,179	65,9	164,8
Жидкий сход на первой ступени гидроцик-	4,5	1,018	10,0	220,1
лонов на концентрирование  Сгущенный сход сепаратора—концентрато-	28,0	1,120	10,0	35,1
ра крахмала  Жидкий сход (осветленная вода) сепарато-	—	1,00	185,0	185,0
ра—концентратора крахмала  Жидкий глютеновый сход сепаратора-раз-	1,6	1,006	10,0	614,9
делителя  Пенный сход с флотационной камеры	3,0	1,012	10,0	339,8
Осветленная вода с флотационной камеры	—-	1,00	.—	275,1
Сгущенный сход сепаратора—концентрато-	12,0	1,048	10,0	84,1
ра глютена  Жидкий сход (осветленная вода) сепарато-	—	1,00	—	255,8
ра—концентратора глютена Глютен после фильтрации	35,0	—	10.0	28,6

Глава VI. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
КУКУРУЗОКРАХМАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1. ТЕХНОЛОГИЯ СУХИХ КУКУРУЗНЫХ КОРМОВ

Характеристика исходного сырья

При производстве крахмала и крахмалопродуктов из кукурузного зерна
получают ряд ценных по своему составу побочных продуктов, основными ком-
понентами которых являются крахмал, белок, клетчатка, жир. К таким продук-
там относятся:

при выработке сырого крахмала — экстракт, глютен, мезга;

при выработке кукурузного масла — жмых, пелева;

при производстве патоки н глюкозы — фильтрационные осадки с вспомо-
гательным фильтрующим материалом и отработанным углем.

Основное направление утилизации указанных побочных продуктов — при-
готовление смешанного сухого кукурузного корма. Кроме этих продуктов
в производстве сухого корма (табл. 57) могут быть использованы отходы, полу-
чаемые при очистке зерна и обмолоте початков кукурузы: зерновой отход
Таблица 57. Химический состав основных компонентов сухого корма (в % СВ)

Компонент

Крахмал Белок Жир

Мезга

крупная мелкая	6—12  25—45	6—9 11—18	4—7  2—4	0.5—1,0  0.8—1,5
Глютен	15—20	50—70	5—10	0,8—1,5
Экстракт	До 0,5	35—52	1—3	15—25
Жмых	16—23	24—30	7—12	1,5—2,5
Пелева	10—14	12—15	8—12	0,8—1,5
Фильтрационный осадок паточного и глю-	—	18—23	11—12	15—30
козного производства Зерновые отходы	70—75	10—13	0,5—1	2—5
Кукурузные стержни	До 0,5	2—2,5	0,2—0,5	1,7—2,3'

Продолжение табл. 57

Компонент	Клетчатка	Пентозаны	Раствори- мые угле- воды	Прочие вещества
Мезга				
крупная	40—55	.—	3—5	3—6
мелкая	15—25	.—	4—7	2—5
Глютен	2-4			3,5—2	4-6
Экстракт	—	.—.	22—27	4—7
Жмых	15—22	10—16	5—10	2—4
Пелева	25—35	8—12	2—5	8—12
Фильтрационный осадок паточного и глю-	•—.	—	14—20	10-12
козного производства				
Зерновые отходы	1,5—2,5	4,5—6,5	3,7—1,5	2—3
Кукурузные стержни	57—60	31—35	До 2	3—5

(дробленое зерно, проходящее через сито с отверстиями 2,5 мм), измельченные-
стержни початков.

В последние годы для улучшения фильтр апии паточных и глюкозных сиро-
пов используют вспомогательный материал перлит, состоящий из мелких твер-
дых стекловидных частиц с острыми краями. Получаемый в этом случае
фильтрационный осадок нельзя применять в качестве одного из компонентов
сырья для приготовления кормов.

и Кукурузный глютен содержит незначительное количество таких незаменимых
аминокислот, как лизин и триптофан, и отличается высоким содержанием
глютаминовой кислоты, поэтому его используют для производства пищевкусо-
вых приправ — белковых гидролизатов, паст, глютамината натрия. В кукуруз-
ном глютене содержится также до 70% зеина, который может быть экстраги-
рован этиловым или изопропиловым спиртом. Перед обработкой спиртом из
глютена должен быть выделен жир путем экстракции гексаном. Зеии стоек
к микробиологическому воздействию, его используют для покрытия бумаги,
изготовления волокон и волокнистого материала, покрытия таблеток, связыва-
ния пробки и т. п. I

Кроме указанных веществ в экстракте содержится значительное количество
молочной кислоты (25—30% по СВ), фитата (3%), витаминов, микроэлементов.
Высокая биологическая активность экстракта делает его незаменимым сырьем
для составления питательных сред в производстве медицинских и других пре-
паратов путем микробиологического синтеза.

В зависимости от принятой на предприятиях схемы получают примерно-
следующий выход побочных продуктов.
Продукт

Экстракт

Глютен

Крупная мезга

Мелкая мезга

Жмых

Пелева

Итого:	23,6—31,5

Более половины компонентов приходится иа долю экстракта, глютена 
жмыха, которые и определяют белковую ценность корма. Мезга и пелева
содержащие значительное количество клетчатки, способствуют рыхлости корма
что повышает его усвояемость. Добавление фильтрационных осадков нс сии
жает ценности корма, так как на них приходится не более 8—10% в расчет
на сухие вещества корма Повышает ценность корма применение зерновой
отхода, аналогичного по составу кукурузе. Стержни початков увеличиваю
рыхлое п> корма, но как грубый корм их можно добавлять лишь в ограничен
ных количествах — примерно 25—30% к массе корма, чтобы не снизить ег<
белковую ценность

Отдельные компоненты могут поступать для производства кормов в еле
дующем вцдс’

сгущенный экстракт — в веще тягучей массы — пасты с содержание»
35—40% сухих веществ;

жидкий экстракт — в виде раствора после замачивания с содержание»
7—10% сухих веществ;

глютен — в виде суспензии светло-желтого или желтого цвета с содержа
нием сухих веществ 10—12%,

крупная мезга — в виде жидкой кашки влажностью около 90—95% ши
в виде отпрессованной хлопьевидной рассыпчатой массы светло-желгого цвет;
влажностью около 60%;

мелкая мезга — в виде жидкой кашки влажностью 94—96% или в вид<
такой же кашиц, но из смссн мелкой мезги и глютена со средней алаж
иостью 90—92%;

жмых — в виде отдельных «ракушек» и различных кусочков неопрсделен
нон формы толщиной 3—5 мм, с наличием мелкой рассыпчатой массы цвет;
от серого до коричневого, влажностью 2,5—3,5%;

пелева — в виде легких чешуек — обломков оболочек зерна кукурузы влаж
ностыо от 2 до Ь%;

кизельгуровый фильтрационный осадок — в виде жидкой массы темно-сероп
цвета, содержащий 70—80% влаги,	'

угольный фильтрационный осадок — в виде жидкой массы черного цвет;
с содержанием влаги 75—85% вли в виде смеси с кизельгуровым осадком тем
пого цвета.

стержни початков — в виде мелкораздробленных кусочков величиной hs
более 5 мм и влажностью от 10 до 20%;

зерновой отход — в виде частиц битого дробленого кукурузного зерна раз
мером до 5 мм и влажностью од, 12 до 20%.

Наибольшей питательной ценностью обладают экстракт, мезга, глютен 
жмых (табл 58), количество переварнмого белка в них колеблется от 11,5
до 22,7% [Мезга и глютен отличаются также большим содержанием фосфор;
и кальция, что определяет их особую ценность.-’ Следует отметить, что по пита
тельной ценности эти компоненты корма значительно превосходят такие обще
известные кормовые продукты, как жом и меласса, получаемые в свеклосахар
ном производстве, барда, получаемая в спиртовом производстве, и др.

Высушенные сухие смешанные кукурузные корма благодаря содержании
в них белка, жира, клетчатки, углеводов, фосфорнокислых силен, солей кадь
ция и других веществ хорошо усваиваются организмом животных углемгды —
на 86%, белок и клетчатка—на 76, сухое вещество корма в целом — на 85%
Таблица 58. Питательная ценность некоторых составных частей корма

	Количество кормовых единиц на 100 кг про- дукции	Содержание, %		
				
			фосфора	кальция

Мезга су'хая	127	Н.8	0,34	0,17
Глютен сухой	126	22,7	0,55	0,14
Жмых товарный	122	15,2	0,04	0,05
Стержни початков молотые	35	1,5	0,01	0,01
Отхода очистки кукурузного зерна	102	7,6	0.24	0,08

100 кг товарного корма равноценны 125—135 кормовым единицам и содержат
12—15 кг переваримого белка По усвояемости и питательности этот корм
является одним из лучших концентрированных белковых кормов. Сухой куку-
рузный корм применяется или непосредственно для скармливания животным
в смеси с другими кормами или для приготовления комбикормов на специаль-
ных заводах, где он используется как составная часть.

Технологическая схема производства сухих кукурузных кормов

За рубежом на кукурузоперерабатывающих предприятиях кроме смешан-
ного кукурузного корма, содержащего не менее 21% белковых веществ, выпус-
кают белковую кукурузную муку, содержащую не менее 41% белка, сладкий
-кукурузный корм, включающий гидрол глюкозного производства (18% белка),
измельченный жмых кукурузного зародыша, глютеновую муку, содержащую
65—70% белковых веществ.

В СССР в настоящее время побочные продукты кукурузокрахмального
производства используют для выпуска двух видов сухих кукурузных кормов —
•без экстракта и с экстрактом Производство обоих видов кормов (см. схему VII)
заключает одинаковые технологические операции;

механическое обезвоживание мезги и глютена;

сгущение экстракта,

проведение первой сушки корма — предварительной;

измельчение подсушенного корма;

проведение второй сушки корма — окончательной:

просеивание корма;

удаление металломагнитных примесей;

складирование и хранение корма.

Сушка корма может быть произведена и в одну ступень, что имеет опре-
деленные преимущества, так как сокращается число производственных опе-
раций

Крупную н мелкую мезгу обезвоживают сначала на центробежно-лопаст-
ном сите до содержания 15—18% сухих веществ, а затем подвергают отжиму
-на шнековых прессах.

Кукурузный глютен концентрируют на центробежных сепараторах до со-
держания 10—12% сухих веществ, после чего обезвоживают на вакуум-филь-
трах или фильтр-прессах

Жадкий экстракт предварительно сгущают в выпарных установках до кон-
центрации 35—10%

Предварительно обезвоженные компоненты корма подают е помощью
соответствующих транспортирующих средств в шиек-смеситель, а затем
в смеситель — питатель сушилки. В смесителе при одноступенчатой сушке вво-
дят также фильтрационные осадки паточного и глюкозного производства,
содержащие 35—36% сухих веществ, а также измельченный жмых, пелеву,
зерновые и другие отходы После смешивания этих компонентов влажность их
должна быть не более 65%. За счет рециркуляции части высушенного корма
Глютен концентрирован-
ный,
10—12% сухих веществ

Механическое
обезвоживание

Крупная и мелкая мезга,
обезвоженные на ситах
цлск,

15—18% сухих веществ
I

Механическое
обезвоживание

Жидкий экстракт,
7—9% сухих веществ*

Концентрирование
выпариванием

Глютен, i

35—36% сухих веществ

Крупная и мелкая мезга,
35—37% сухих веществ

Экстракт,
35—40% сухих веществ»

Фильтрационный осадок—
паточного и глюкозного
производства,
34—36% сухих веществ

- Смешивание-е-

-Добавление жмыха, пеле-
вы, зерновых отходов,
85—95% сухих веществ-

Сырой корм,
35—39% сухих веществ

Комочки

Сырой корм,
45—50% сухих веществ

Рециркуля-
ция I

Высушивавие-

Просеивание-

Отделение магнитных
примесей

Схема VII.

Сухой корм,
88% сухих веществ

Схема производства кукурузных кормов
влажность сырого корма снижают до 50% и подают в сушилку. Прн высуши-
вании корма в пневматических сушилках одновременно происходит его из-
мельчение в рыхлителе Поэтому корм сразу после сушки направляют на про-
сеивание

Кукурузный корм не должен содержать крупных металломагнитных частиц
и почти полностью должен быть освобожден от мелких частиц ферропримесей.
Просеянный и очищенный сухой корм пневматическим транспортом направляют
на временное хранение

Механическое обезвоживание мезги и глютена

Механическое обезвоживание мезги. Крупную и мелкую мезгу при прове-
дении их совместного промывания на дуговых ситах обезвоживают сначала
на центробежных ситах марки ЦЛСК-200, а затем на шнековых винодельческих
прессах, например марки Т1-ВПО-10 (ВПНД-10). Устройство двушнекового
^пресса подобного типа показано па рис 80 Конструктивная особенность его

Рис 80 Схема шнекового пресса марки Т1-ВПО-Ю (ВПНД-10)

заключается в установке вдоль одной оси двух шнеков, имеющих разное
направление вращения и разный заход Такое устройство обеспечивает эффек-
тивное ворошение мезги па стыке шнеков, что способствует лучшему отделению
свободной влаги и стабилизации работы. Пресс монтируют на раме 13 Привод
его включает фланцевый электродвигатель 12, соединенный с редуктором 11,
установленным на корпусе пресса 10 К корпусу присоединен бункер 9, к кото-
рому примыкает перфорированный цилиндр 5 с коническими отверстиями диа-
метром 1,5 мм внутри цилиндра и 3 мм па его наружной поверхности Внутри
цилиндра на валу 7 вращаются в разные сторопы два шнека 6  8— прессую-
щий и транспортирующий На этом же валу установлен барабан 19 с переме-
щаюпщмея регулировочным конусом 3. Осевые нагрузки воспринимает крон-
штейн 2. к которому прикреплен гидрорегулятор 1 Цилиндр 5 закрыт капо-
том 4. Для обеспечения необходимой прочности снаружи цилиндра установлены
бандажи 17 Под цилиндром находится сборник 16, пз которого отпрессован-
ная жидкость отводится через патрубки 15 н 18, через патрубок 14 отводят
воду, прошедшую через перфорированные щитки бункера Патрубок 20 пред-
назначен для отвода воды из барабана 19.

Пресс работает следующим обратом Частично обезвоженная на сите
крупная и мелкая мезга поступает в бункер пресса, а из него — сначала на
транспортирующий, а потом на прессующий шнеки. Прессуюший шпек продви-
гает мечту в камеру давления, ограниченную последним витком шнека и кор-
пусом Отпрессованная жидкость собирается в сборник и через патрубки
выводится из пресса Степень прессования мезги возрастает от входа в цилпндо
до последнего витка прессующего шнека Максимальное сжатие продукта
происходит в конце прессующего шнека Степень отжатия мезги обусловлена
-224
величиной кольцевого зазора между конусом и цилиндром шнека, которая
зависит от положения конуса и регулируется с помощью гидрорегулятора.
Максимальное удельное давление на мезгу 1,4 МПа. Отпрессованная мезга
выходит из камеры давления через зазор между конусом и цилиндром. Все
детали, прессов, соприкасающиеся с продуктом, изготовлены из коррозионно-
стойкой стали, латуни и бронзы. Наружный диаметр шнека 520 мм, частота
вращения 3,5 об/мин, шаг транспортирующего шнека 300 мм, прессующего —
250 мм. Мощность электродвигателя привода 10 кВт. Производительность
шнек-пресса по сухим веществам мезги 0,45—0,55 т/ч

.На некоторых предприятиях при раздельном промывании крупной и мел-
кой мезги для механического обезвоживания мелкой мезги используют фильтр-
прессы и вакуум-фильтры со шнуровым съемом осадка или со съемом его
сбегающим полотном Иногда на этом оборудовании осуществляют механиче-
ское удаление свободной влаги из смеси мелкой мезги п глютена

При раздельном ситовании крупную мезгу обезвоживают на шнек-прессах
марки ВПП Д-10 до остаточной влажности 60%, после чего направляют в смеси-
тель. Мелкую мезгу в этом случае обезвоживают на вакуум-фильтрах со шну-
ровым съемом осадка или со сбегающим полотном, или иа фильтр-прессах.
В обоих случаях вакуум-фильтры одевают тонкой фильтровальной капроновой
тканью с размером отверстий 0,1 X 0,1 мм, под которую подкладывают сетку
с размером ячеек 1X1 мм. На вакуум-фильтрах для съема осадка используют
капроновые шнуры, размещая их на расстоянии 15 мм друг от друга. Беско-
нечные шнуры непрерывно сходят с барабана вакуум-фильтра на' небольшой
валик, где лепешка ломается, отрывается от шнуров и падает в шнек. Обезво-
женная мезга имеет влажность 60—65%. Часовая производительность вакуум-
фильтра при поддержании остаточного давления 33—40 кПа составляет
10—15 кг/м2 по сухому веществу мелкой мезги

На некоторых заводах для обезвоживания мелкой мезги используют рам-
ные фильтр-прессы, состоящие из чередующихся пустотелых рам и сплошных
плит с рифленой поверхностью, обтянутых фильтрующей тканью (салфеткой).
Рамы и пляты делаются одинаковых размеров и имеют сбоку ручки, с помощью
которых устапавливаются на горизонтальных направляющих (траверсах).
В верхней части сбоку или в нижней части рамы и плиты имеются приливы
с кольцевыми отверстиями, которые при сборке плят и рам образуют сплош-
ной канал — трубу. Для соединения с каналом в теле рамы предусмотрено
отверстие. В нижвей части тела каждой плиты находится спускное отверстие
для жидкости, в котором установлен крав. С помощью специального прижима
плиты и рамы плотно прижимаются друг к другу. Мелкая мезга поступает
в канал, затем внутрь рамы, где и задерживается на салфетке, а фильтрат
проходит через полотно и по рифлям стекает в нижнюю часть плиты Здесь
он собирается, а затем выходит через кран в специальный желоб-корыто для
приема фильтрата.

После наполнения рам осадком мелкой мезги фильтр-пресс выключают
и отпресованную мелкую мезгу выгружают из рам пресса в находящийся под
ним приямок — бункер, внизу которого установлен шнек для отвода продукта
из-под фильтр-пресса.

Для увеличения объема рамок и повышения производительности
фильтр-прессов рамки иногда спаривают: ставят по две пустотелые рамки.
Фильтр-прессы работают под избыточным давлением до 0,4—0,5 МПа. Наиболее
широкое применение нашли плиты и рамы фильтр-прессои размером
820x820 и 1000” 1000 мм при количестве плит от 30 до 50; толщина
рам 40—60 мм; площадь фильтрующей поверхности фильтр-пресса
40—80 м2.

Преимущество фильтр-прессов перед другими аппаратами для фильтрации
мелкой мезги заключается в том, что они позволяют вести фильтрацию в тре-
буемом слое и объеме рамки, иметь при малых габаритах аппарата развитую
поверхность, что ускоряет фильтрацию Сам аппарат прост в устройстве и
t обслуживании и не требует дополнительного вспомогательного оборудование;
’ расход энергии невелик Однако фильтр-прессы старой конструкции требуют
бо.п>1инх затрат ручного труда, поэтому их заменяют непрерывнодействующим
и механизированным оборудованием.

8 Зак. 1951

225
Производительность фильтрующих установок зависит от температуры сус-
пензии, содержании в ней сухих веществ, качества и состояния фильтровальной
ткани, поддерживаемого давления.

С увеличением температуры скорость фильтрации возрастает и отфиль-
трованная мезга содержит меньше влаги. Практически фильтрацию мезги
проводят при температуре 35—40° С. Чем выше содержание сухих веществ
в мезге, тем больше производительность фильтрующего оборудования Мелкую
мезгу целесообразно обезвоживать перед фильтрацией на центробежных сито-
вых аппаратах.

Для фильтрации мезги следует использовать синтетические ткани. При
продолжительной работе поры ткани могут забиваться мелкой мезюй, что
повышает сопротивление фильтрации. Загрязненную ткань снимают, промывают
в салфетомойке горячей водой, теплым содовым раствором и высушивают.
Порванные фильтровальные полотна отдают в ремонт

Для обеспечения высокой производительности фильтрацкоппого оборудо-
вания необходимо следить за санитарным состоянием установок и рабочего
помещения. Содержание SO2 в продуктах должно быть не ниже 0,02%.

Влажность отпрессованной мезги составляет 64—68%, фильтрат с фильтр-
прессов содержит до 1,0% сухих веществ, из них около 0,1% взвешенных.
Обычно его направляют в завод сырого крахмала на третье промывание .мел-
кой мезги

Применяют следующий режим работы фильтр-прессов. сборка — 5—
10 мин; заполнение—75—95 мин; разборка и вытрузка—10—15 мии; итого —
90—120 мин. Таким образом, на подсобные операции тратится около 20%
времени. Часовая производительность фильтр-прессов по сухим веществам мел-
кой мезги при указанном режиме и влажности поступающей на фильтрацию
мезги около 94% составляет 6—7 иг/м2, а по количеству пропускаемого
фильтр-прессом фильтрата — 75—85 л/м2 Так как производительность
фильтр-прессов принято считать по количеству вырабатываемого товарного
продукта, то чем выше влажность мезги, поступающей на фильтр-пресс, тем
ниже его производительность.

Загрязненные фильтровальные салфетки моют в воде температурой
до 60° С, затем в 1,5—2%-ном растворе кальцинированной соды и снова в теп-
лой воде, отжимают и сушат. Для мытья применяют барабанные мойки, отжим
производит на центрифугах. Капроновую ткань моют в чистой воде, слегка
отжимают и в сыром виде вновь надевают на прессы. Питание фильтр-прессов
осуществляется по замкнутому кольцевому трубопроводу, из которого избыток
мезги направляется в исходный сборник.

На трубопроводе устанавливают мииометр и предохранительный клапан
Подача мезги производится центробежным насосом При подаче поршневым
насосом для смягчения ударов на трубопроводе устанавливают воздушный
компенсатор.

Механическое обезвоживание глютена. После концентрирования на сепа-
раторах кукурузный глютен содержит 10—12% сухих веществ. Дальнейшее
механическое обезвожияание глютена производят на вакуум-фильтрах и
фильтр-прессах Для этой цели применяют вакуум-фильтры со сбегающим
полотном, со шнуровым съемом осадка и обычные вакуум-фильтры со съемом
осадка резиновым валиком. В последнем случае валик плотно прижат к бара-
бану фильтра с помощью специального прижимного приспособления Глютен
благодаря каейкости пристает к валику и снимается с фильтровального
полотна. Снятие глютена с валика осуществляют с помощью ножевого устрой-
ства Валиком удается снить до 75% лепешки глютена. Для лучшего снятия
глютена с барабана фильтра валики обтягивают прорезиненной тканью или
плотной металлической сеткой При повышенной влажности глютена снятие его
с барабана валиком улучшается, однако при этом повышается влажность сырого
корма, поступающего в сушилку, что увеличивает расход тепла па высушива-
ние корма

Снятый с валика глютен имеет влажность 68—72%, его транспортируют
ленточным транспортером или шнеком с повышенной частотой вращения
(90—120 об/мин), что позволяет избежать налипания глютена на вал и витки
шнека.
226
Для фильтрации используют тонкую капроновую ткань Продолжительности
работы полотна зависит от качества глютена и условий эксплуатации фильтре
и составляет в среднем 16—28 ч. Часовая производительность глютеиовы:
вакуум-фильтров с таким съемом осадка 10—12 кг сухих веществ глютене
на 1 м2 Повышение концентрации неходкой суспензии, поддержание высоко?
температуры (но ие выше 40° С), хороший съем осадка и низкое остаточное
давление позволяют повысить производительность фильтра до 22—25 кг/м

Обезвоживание глютена успешно проводят на вакуум-фильтрах со сбе
гаюшим полотном. Фильтры этого типа сходны по устройству с обычнымг
барабанными вакуум-фильтрами, но имеют больший угол погружения барабана
в фильтруемую суспензию (120°) и меньшую частоту вращения (около 10 об/ч)
Барабан вакуум-фильтра обтягивают подкладочной капроновой сеткой с ячей
ками размером 1 мм, сверху которой располагается тонкая фильтровальна?
ткань. Кроме того, барабан оснащен бесконечным сбегающим фильтровальные
полотном, направленное движение которого осуществляется с помощью спе
циальных гуммированных натяжных валиков. Валик для вывода полотна
к приемнику отфильтрованного глютена имеет шнековые витки, выступающш
над ним на 10 мм, растягивающие сбегающее полотно к противоположным
концам валика и не позволяющие ему сходить с барабана При вращение
барабана осадок глютена образуется на сбегающем полотне, медленное враще
ние обеспечивает достаточную продолжительность фильтрации осадка и сни
жение его влажности до 60—65%.

В момент схода полотна с барабана его секции находятся под атмосфер
ным давлением. Полотно с осадком перемещается к валику, в результате изме
нения на нем радиуса кривизны полотна и осадка. Лепешка осадка трескается
ломается, отрывается от полотна и попадает в шнек. С помощью направляю
щих ввлнков полотно пропускают через устройство для регенерации поверх
нести фильтрации (встряхивание, промывание водой и др.) и затем возвращают
на фильтровальный барабан.

Вакуум-фильтр с площадью поверхности фильтрапин 15 м2 обеспечивав’
фильтрацию глютена, получаемого при переработке 100 т товарной кукурузь
в сутки. Часовая производительность такого вакуум-фильтра 25—30 кг/м2 пс
сухим веществам глютена Она сильно зависит от тех же параметров процесса
что и при фильтрации на обычном барабанном вакуум-фильтре.

Фильтрат с вакуум-фильтров, так же, как и прессовые воды со шнек-прес-
сов для обезвоживания мезги, собирают и возвращают в производство крах-
мала, где используют в качестве технологической воды.

На некоторых предприятиях механическое обезвоживание глютена произ
водят на фильтр-прессах. При этом фильтрацию глютена проводят либс
совместно с мелкой мезгой, либо раздельно Порядок работы фильтр-лрессм
в этом случае такой же, как и при обезвожияании мелкой мезги Продолжи,
тельиость общего цикла работы 170—210 мин, в том числе сборка фильтр-прессг
5—10 мии, заполнение и фильтрация 150—180 мин, разборка и выгрузка
15—20 мии.

Влажность получаемого отпрессованного продукта составляет 64—68%
Соотношенье между количеством мелкой мезги и глютена (считая по продукту
товарной влажности) 1 :3—4. При уменьшении количества мелкой мезги филь-
трация замедляется В производственных условиях установлено, что в средне»'
скорость фильтрации по количеству фильтрата, пропускаемого поверхностью
пресса, составляет 30—35 л/(м2-ч) Производительность фильтр-прессов пс
абсолютно сухому веществу корма 3—3,5 кг/(м2-ч). Практика показывает, чт<
хотя и можно проводить на фильтр-прессах обезвоживание смеси глютена к
мелкой мезги, однако процесс этот значительно затрудкяется и полный оборот
пресса оказывается вдвое продолжительнее, чем при фильтрации едкой мелко?
мезги. Помимо того, разборка пресса, выгрузка отпрессованного корма и сборкт
пресса — трудоемкие операции, требующие значительного применения ручногс
труда, что перапиоцальпо

При обезвоживании следует не допускать развития микрофлоры на вер
стате производства, соблюдать чистоту аппаратуры и проводить своевременные
замену и мойку полотен и салфеток, помнить, что развитие микрофлоры при

8*	227
водит к резкому ухудшению процесса фильтрации и снижает производительность
аппаратов.

На некоторых предприятиях фильтрация мелкой мезги и глютена произ-
водится в смеси с кизельгуровым и угольным осадками паточного и глюкозного
производства. Количество этих осадков, как показывает практика работы
Верхиедиепровского крахмало-паточного комбината, составляет около 10% к
массе вырабатываемого корма, считая по сухому веществу. Фильтрация
в этом случае протекает значительно легче, так как добавление осадков создает
соответствующую дренажную лепешку, способствующую улучшению фильтра-
ции. Оборот фильтр-прессов при этом составляет около 2 ч 20 мин — 2 ч 40 мин.

Для предупреждения попадания в фильтрат взвешенных частиц в сборном
корыте, отводящем фильтрат в завод сырого крахмала, устанавливают специаль-
ную вертикальную трубу, не доходящую до борта корыта. Взвесь остается на
дне корыта, а чистый фильтрат удаляется. Периодически через специальное
отверстие в дне корыта взвесь самотеком возвращают в исходный сборник.
Этот способ фильтрации и отвода фильтрата применяется на Верхнеднепровском
крахмало-паточиом комбинате и в сочетании с фильтрацией через капроновую
ткань дает неплохие результаты.

Выше указывалось, что влажность сырого глютена после обычных
вакуум-фильтров составляет 68—72%, а смеси глютена и мелкой мезги
с фильтр-прессов — 64—68%. В обоих случаях влажность продуктов следует
считать высокой.

Более целесообразно обезвоживание крупной и мелкой мезги осуществлять
совместно иа шнек-прессах ВПНД-10, а обезвоживание глютена — на вакуум-
фильтрах со шнуровым съемом осадка или со сбегающим полотном. В этом
случае удается существенно снизить затраты труда и получить сырые продукты
с пониженной влажностью, что приводит к уменьшению расхода тепловой
энергии на приготовление сухого корма.

Сушка корма

Теоретические основы. В соответствии с ОСТ 18-291—76 кукурузные сухие
корма в зависимости от состава выпускают двух видов: с экстрактом и без
экстракта.

Зависимость равновесной влаги этих кормов от относительной влажности
воздуха неодинакова (рис. 81). Очевидно, что влажность корма без экстракта
(кривая 2) незначительно изменяется при разных значениях относительной
влажности, а влажность кормов с экстрактом (кривая 1) при повышении
влажности воздуха быстро возрастает. При длительном хранении корма

Рис. 81. Зависимость равновесной
влаги кукурузных кормов от отно-
сительной влажности воздуха.

с экстрактом возможно увеличение его
влажности до 15%.

По стандарту влажность корма не
должна превышать 12%. При такой
влажности корм не слеживается при
хранении, может длительно храниться в
сухом помещении, хорошо транспорти-
руется пневматическим транспортом.

Пересушивание корма до влажно-
сти ниже 12% приводит к напрасному
перерасходу топлива, так как гигроско-
пичный корм впитывает влагу из воз-
духа до равновесного состояния.

В сыром корме влага находится в
свободном и связанном состояниях.
Компоненты корма являются в основ-
ном капиллярно-пористыми телами, по-
этому связанная влага в зависимости
от типа связи, которой она удержива-
ется в корме, разделяется на связанную
химически, адсо'рбцноино и капиллярно.
Прн высушивании корма удаляют сво-
бедную влату' ц часть капиллярно-связанной влага Удаление первой протекает
сравнительно легко п быстро Удаление второй протекает медленнее, так как
па поверхности продукта по мере его подсыхания образуется горочка, затруд-
няющая испарение влаги

Высушивание кормов требует большой затраты тепла и является более
дорогим процессом, чем механическое удаление влаги до экономически выгод-
ного предела Поэтому следует стремиться к максимальному удалению влаги
из мезги и глютена перед высушиванием Обычно смесь всех компонентов,
поступающих па высушивание, имеет влажность 65—70%. При снижении илаж-
ности сырого корма с 70 до 65% нагрузка па сушилку по испаряемой влаге
уменьшается «а 10%.

Высушивание корма проводят в таком режиме, чтобы ие происходило
изменения структуры и свойств компонентов корма и сохранялась их биологи-
ческая ценность Температура нагревания сырого корма не должна превышать
65° С, сухого — 80° С.

На производительность сушильных установок оказывает влияние и ряд
других факторов

Поступающий на высушивание корм должен быть тщательно перемешан
п разрыхлен до полной его равномерности по составу. Это особенно важно
в тех случаях, когда вырабатывают корм с экстрактом В последнем случае
увеличивают рециркуляцию сухого корма и обеспечивают подачу экстракта
в смеситель с постоянной скоростью.

Высушиваемый материал должен иметь хороший контакт с сушильным
агентом (горячие тазы, получаемые прн сжигании природного газа пли мазута,
смешанные с воздухом) Чем лучше перемешивается материал, тем больше
активная поверхность испарения и меньше образуется комков, затрудняющих
высушивание

Повыше.ние температуры сушильного агента ускоряет процесс сушки корма.
Одпако чрезмерно высокие температуры могут изменить свойства компонентов
корма и привести к его подгоранию. Практически температура газов, посту-
пающих в сушилку, должна быть не выше 450° С Если газы имеют более
высокую температуру ее понижают добавлением холодного воздуха.

На скорость высушивания корма влияет влажность газов в сушилках:
чем она ниже, тем быстрее протекает сушка Относительная влажность выхо-
дящих газов нс должна превышать точку росы при данной температуре и
остаточном даалении.

Производительность сушильных установок и качество корма зависят от
равномерности подачи в нее сырого корма с заданными показателями Количе-
ство газа, подаваемого в сушилку и имеющего определенную температуру,
регулируют специальными приборами у входа в сушилку в зависимости от
температуры паро-газовой смеси, выходящей из сушилки Это обеспечивает
получение корма с требуемой влажностью

Сушка корма на барабанных сушилках. Часто корма сушат в барабанных
непрерывнодеиствуюгцих сушилках с внутренней полочной насадкой, которая
сводит до минимума скатывание глютена в виде комочков и создает лучший
теплообмен между газами и кормом.

Процесс высушивания, проводимый в одной сушилке, где корм сразу
высушивается до требуемой конечной влажности, называется одноступен-
чатым; он обычно применяется па небольших предприятиях Более рацио-

высушивание — па двух последо-

нальпым является

вателыю работающих сушилках При этом в первой сушилке корм подсуши-
вается до влажности 25—35%, затем подсушенный корм поступает на дробилку
для измельчения комочков, а из нее — на вторую сушилку, где окончательно
досушивается. При двухступенчатом процессе высушивание протекает более
равномерно, так как на вторую сушилку корм поступает измельченным и коэф-
фициент использования сушильной установки выше. Процесс сушки проводят
при па рв л ле льном токе высушиваемого материала и сушильного агента, которым
являются газы котельной пли газы из отдельной топки

Сушильная установка (рис. 82) состоит из шнека-питателя 1 подающего
сырой корм через неподвижную часть сушилки 2, барабана сушилки 3, уста-
новленного на роликах с помощью двух бандажей; привода от электродвигателя
через редукюр; приемника высушенного продукта, соединенного с транспорт-
ными приспособлениями б, вентилятора 4 для отсоса газов из сушилки и цик-
лопа б для улавливания пыли и мелких частичек корма

Чтобы уменьшить потери тепла, барабан сушилки снабжают кожухом
для создания воздушной прослойки толщиной 150—200 мм или покрывают
специальным слоем изоляционного материала.

Регулирование количества газов осуществляется шибером па подающей
трубе. Для контроля температуры в приемной неподвижной части сушилки
и на выкоде устанавливают термометры, для контроля разрежения — тягомер.
В зависимости от производительности применяют сушилки диаметром от 1.2

Рис 82. Барабанная сушилка для сушки куку-
рузных кормов.

до 2 м, длиной 6—10 м. Частота вращения барабана около 2 об/мин; барабан
может вращаться с частотой 1,5—2,0 и 2,5 об/мин Потребная мощность От 5
до 12 кВт. Барабаны устанавливают с уклоном по ходу продукта до 4°;
изменение уклона производит сближением или удалением опорных роликов
бандажа в зависимости от производительности сушилки, скорости газа и харак-
тера высушиваемого материала С учетом этих же факторов меняется и частота
вращения барабана.

Продолжительность нахождения корма в сушилке в зависимости от перво-
начальной влажности корма, его количества, а также температуры и количества
газов колеблется от 25 до 35 мин1 В сушилке диаметром 1,7 м одновремелно
находится около 550—050 кг -Корма. Коэффициент заполнения барабана
0,2—0,25 Теплоемкость сухого вещества корма около 1,45, а корма, посту-
пающего на сушку, 3,0—3,3 Дж/(кг-К) Напряжение объема барабана по
испаряемой влаге 40—50 кг/(м8-ч). При расчете производительности сушилки
следует учитывать состав сушильного агента, род высушиваемого корма, его
первоначальную влажность, потери тепла на лучеиспускание и конвекцию,
составляющие до 10% общего количества

При двухступенчатом высушивании для равномерного распределения на-
грузки следует на первой ступени удалять 65—70% общего количества влаги,
так как на удаление остаточной влаги требуется больше теола. Если работает
несколько сушилок первой и второй ступени, их монтируют по группам так,
чтобы продукт поступал сразу на все сушилки первого высушивания, а затем
на все сушилки второго высушивания, избегая попарного соединения

Подача корма в сушилку обычно производится шпеком-питателем, пред-
ставляющим собой шиек в глухом цилиндрическом кожухе, снабженном прием
кой воронкой и выгрузочной течкой. Над шнеком во избежание попадания
воздуха в сушилку и перебоев в подаче сырого корма всегда должен нахо-
диться достаточный запас сырого корма. Размер шнека и частота вращения
зависят от производительности сушилки.
Удаление газа из сушилки обычно осуществляется вентилятором (эксгаусте-
ром), устанавливаемым перед циклоном Наиболее часто применяют вентиля-
торы низкого давления (1 кПа). Производительность подбирают в зависимости
от мощности и режима работы сушилки.

Отходящие из сушилки газы неизбежно несут с собой частички корма
и пыли, улавливание которых производится в циклонах. Из циклона задержан-
ный продукт направляют обратно в продукт той же сушилки Очищенный на
циклонах i83 удаляют в атмосферу. Потери сухого вещества за счет уноса
пыли с газами бывают значительными, если в мезге много свободного крахмала
и глютен поступает с повышенным содержанием крахмвла При добавлении
в сырой корм уваренного экстракта последний впитывается мезгой и связывает
мельчайшие частички, что способствует уменьшению уноса

Как указывалось, температура гавов, поступающих в сушилку, должна
быть 400—150° С. Регулирование ее при нормальной работе осуществляется
вентиляционной задвижкой для добавочного воздуха, задвижкой поддувала
топки и дроссельными заслонками. При работе на топочных газах топку рас-
тапливают за несколько смен до пуска сушилки, чтобы можно было высушить
и прогреть печь и дымоходы к моменту поступлении продукта. Если работают
на отходищих газах котельной, перед подачей продукта прогревают барабан
сушилки газами. При пуске сушилки сначала включают транспортирующие
приспособления (шнеки, элеваторы, скребковые транспортеры и пр), дробилку,
бураты, затем барабан и лишь после этого подают обогревающие газы, вклю-
чают вентилятор и начинают подачу сырого корма. Необходимо следить за тем,
чтобы температура входящих газов не превышвла установленной нормы,
а выходящих была бы не выше 90° С. В случае применения отдельной топки
температура выходящих газов допуекаетсн до 100—110° С

При остановке сушилки закрывают шибер поступающих газов и направ-
ляют их по отдельному каналу в атмосферу.

Следует тщательно контролировать влажность выходящего корма и недо-
сушенный корм возвращать в сушилку. В случае загорания продукта в бара-
бане следует закрыть шибер поступающих газов, увеличить до максимума
подачу сырого корма и пустить в барабан пар из специальной паровой проти-
вопожарной магистрали Если продукт пересушивается или подгорает, увели-
чивают его выход из сушилки открытием разгрузочного приспособления и
уменьшают температуру поступающего газа. Если продукт выходит недосушен-
ным, уменьшают поступление сырого корма и повышают температуру входящих
газов Если барабаииая сушилка снабжена редуктором скоростей, при выходе
недосушенного корма уменьшают число оборотов, при выходе пересушенного
корма увеличивают его, учитывая при этом температуру поступающих газов
Надо следить за работой циклонов, проверять, не забилась ли течка пыли из
/циклонов ВДсе разгрузочно-погрузочные транспортирующие приспособления
, всегда должны работать нормально, нельзя допускать их перегрузки и оста-
'ковки, IВ случае остановки сушилки необходимо прекратить питание и закрыть
соответствующие заслонки газов.

Высушивание корма в барабанных сушилках обладает радом недостатков:
сушилки требуют значительных производственных площадей, процесс высуши-
вания корма в них продолжителен (при двух последовательно работающих
сушилках до 60—80 мии); требуется много вспомогательного оборудования
(транспортирующие механизмы, приспособления для подачи и измельчения
сырого, полусухого и сухого корма и др.), контакт частиц сырого материала
с сушильным агентом недостаточен, процесс требует ручного регулирования
и с трудом подкается автоматизация

Сушка корма в пневматических сушилках. Отмеченные недостатки бара-
банных сушилок в значительной степени учтены при конструировании пневма-
тических сушилок Устройство пневматической сушилки ПСГ-60А для сушки
кормов схематично показано на рис. 83. Высушивание корма в сушилках такого
типа осуществляют в основном в одну ступень, предусматривая возможность
рециркуляции до 50% сухого корма Для смешиваеия сырого корма с рецир-
кулируемым сухим кормом перед сушилкой устанавливают большой (вмести-
мостью 6 ма) смеситель, оснащенный ленточным шнеком

Основные узлы сушилки ПСГ-50А- смеситель-питатель / объемом 6 ма
(в нижней части смесителя расположен питающий шнек, подающий сырой корм
в ротор-рыхлитель 7, приводимый во вращение электродвигателем мощностью
40 кВт), сушильная труба С диаметром 1200 мм, шесть циклонов 4 диаметром
по 1000 мм, два бункера со шлюзовыми затворами 2, дымосос 5 с электродви-
гателем мощностью 75 кВт, обеспечивающим подачу 63000 м3 дымовых газов
в час, противовзрывные клапаны 3 Сушилка работает следующим образом.
Одновременно с сырым кормом в рыхлитель сушилки непрерывно поступают
дымовые газы температурой 400°, получаемые при сжигании газа или мазута
в специальных топках. В роторе-рыхлителе и сушильной трубе происходит

Рис. 83. Пневматическая сушилка марки ПСГ-50А,

активный контакт измельченного сырого корма с теплоносителем и высушивание
корма длится всего 1 с. Скорость воздуха в трубе около 15 м/с. Сухой корм
отделяется от газа в шести циклонах, газ с помощью вентилятора-дымососа
отводится в атмосферу, а сухой корм поступает в два бункера, каждый нт
которых расположен под тремя циклонами Из одного бункера сухой корм
направляют на нросеивание, а из другого возвращают в смеситель сушилки
па рециркуляцию

Производительность сушвлки по сухому корму 50 т/сут, температура отхо-
дящего газа около 150° С, установленная мощность двигателей 135,5 кВт, удель-
ный расход электроэнергии 53 кВт-ч на 1 т сухого корма. Автоматическое
регулирование влажности сухого корма прн высушивании его на пневматических
сушилках осуществляют непрерывным измерением и поддержанием на задан-
ном уровне температуры газов, уходящих из циклонов сушвлки. Между содер-
жанием влаги в сухом корме и температурой газов имеется функциональная
зависимое |ь.

Для предотвращения возникновения взрыва пыли в момент пуска и оста-
новки сушвлки в корпус рыхлителя подведены пар и вода.

232 ,
Температуру газа и остаточное, давление измеряют с помощью термопар
и тягомеров в следующих точках, перед входом газа в ротор-рыхлитель и вен-
тилятор, перед циклоном и после него.

Перед пуском сушилки проверяют ее подготовленность к эксплуатации,
затем включают все движущиеся части установки и в рыхлитель вводят пар.
В сушилку вводят сушильный агент и начинают подачу сырого корма. Пар
закрывают и регулируют подачу в сушилку сырого корма и газа таким обра-
зом, чтобы влажность сухого корма была 12%. При остановке сушилки прекра-
щают подачу сырого корма, сразу же открывают пар в сушилку, закрывают
шиберы газохода, а через 2—3 мип выключают по порядку электродвигатели
сушильной установки и закрывают пар.

Сушилка ПСГ-50А занимает мало места, в ней хорошо разрыхляется
корм Высушивание в одну ступень уменьшает число транспортирующих и
вспомогательных механизмов. Применение автоматизации сокращает" затраты
труда.

К недостаткам пневматических сушилок для корма следует отпести зна-
чительный расход тепла на высушивание, что приводит к выводу отработанных
1 азов, с более высокой температурой, чем в барабанных сушилках.

Указанные преимущества способствуют расширению применения пневма-
тических сушилок вместо барабанных.

Измельчение и просеивание корма. Отделение
металлических примесей

В производстве сухого кор.ма измельчению подвергают полусухой корм
после 1-й ступени высушивания на барабанных сушилках, а также крупные
частицы надситового продукта, получаемые при просеивании корма через сита
с ячейками 5.-.5 мм.

Измельчение корма производят в молотковых дробилках (рис. 84). В чугун-
ном корпусе 1 такой дробилки на подшипниках установлен вал 2 с насажен-
ными иа него дисками 4 В дисках на осях шарнирно закреплены свободно

вращающиеся молотки 5. В нижней части кожуха установлена решетка б,
а в верхней части — рифленые размольные плиты 3. Измельчение корма в дро-
билках такого типа происходит в результате удара молотков по частицам и
удара частиц, приобретающих скорость под действием центробежной силы,
о размольные плиты. Частицы, имеющие размер менее 5 мм, проходят через
отверстия решетки, их направляют на просеивание.
Просеивание кормов осуществляют на центробежных призматических бура-
тах. Бурат заключают в металлический кожух, присоединенный к аспирации
для отсоса пыли, и обтягивают сеткой с отверстиями диаметром 5 мм Для
перемещения продукта при просеивании бурат устанавливают с уклоном 60 мм
рва 1 м Длина бурата 3—5 м, диаметр 0,7—0,8 м, частота вращения 25—
30 об/мин Мощность электродвигателя на приведение во вращение бурата
.около 1 кВт, Прошедший через сито корм транспортируется к выгрузному
отверстию шпеком. Часовая производительность бурата около 500 кг сухого
корма с 1 м2 поверхности сита.

Рис. 85. Магнитный сепаратор мар-
ки ДЛ1-С.

В кормовые продукты возможно попадание металлических примесей, кото-
рые могут повредить молотковые дробилки и ухудшить качество корма, поэтому
перед измельчением и отправкой корма потребителям эти примеси должны быть
из него удалены. Металлические примеси удаляют с помощью электромагнит-
ных сепараторов разной конструкции.

В магнитных сепараторах с постоянным магнитом основным рабочим
органом аппаратов и колонок является набор подковообразных магнитов,
изготовляемых из сплава Магнико Улавливающая способность магнитных уста-
новок зависит от силы магнитного поля, скорости движения корма, которая
должна быть минимальной, и толщины его слоя, которая не должна превы-
шать 7-—10 мм.

Для непрерывного выделения металломагнитных примесей из кормов ис-
пользуют сепаратор марки ДЛ1-С ленточного типа. Примесн извлекаются из
сырья во время прохождения транспортерной ленты по приводному барабану.
На этом участке продукт попадает в зону действия электромагнитного поля
и металломагпитные примеси притягиваются к ленте. Продукт, имея перво-
начальную скорость, равную скорости движения ленты, ссыпается с барабана
по касательной, а примеси, удерживаемые поперечными планками, укреплен-
ными на ленте, падают вниз

Все узлы и детали сепаратора марки ДЛ1-С (рис 85) смонтированы
в металлической станине I. Продукт, подлежащий обработке, поступает в прием-
ный бункер 2 и из него па ленточный транспортер 3. Заслонка 4 в приемном
бункере разравнивает корм по всей ширине транспортерной ленты С обеих
сторон ленты транспортера и барабана установлены два бортика 5 для предот-
вращения рассыпания корма.

Рабочий орган сепаратора — электромагнитный барабан, вокру| которого
вращается немагнитная обечайка 6 Электромагнитный барабан состоит из
сердечника 7 и катушек намагничивания 8, которые питаются от выпрямителя,
включенною в сеть переменного тока Две щетки 10 очищают ленту транспор-
тера от частиц продукта в зоне приводного и натяжного барабана Над электро-
магнитным барабаном предусмотрено аспирационное отверстие 9 Очищенный
корм поступает в бункер 11, метвллопримеси — в бункер 12.

Производительность сепаратора ДЛ1-С по корму 6 т/ч, мощность электро-
двигателя 2,2 кВт, масса 365 кг-

Транспортирование, хранение и упаковка кормов

В пределах заводе транспортирование кормов производится ленточными
или скребковыми транспортерами, шнеками и нориями. При их расчете необ-
ходимо учитывать, что объемная масса корма, получаемого на барабанных
сушилках, колеблется от 415 до 470 кг/м3 в зависимости от состава, а полу-
чаемого на пневматических сушилках — от 200 до 250 кг/м3.

Подвча корма в помещения и склады, расположенные за пределами завода.

осуществляется нагнетательным или всасывающим пневмо-
транспортом. Преимущества этого вида транспорта заключаются в том, что оп

позволяет подавать корма на значи-
тельные расстояния, работает безотказ-
но, обеспечивает удобную подачу. Кро-
ме того, при подаче происходит допол-
нительное подсушивание корма на 0,5—
1,5%, что позволяет повысить произ-
водительность сушилок. Применение
всасывающего пнепмотранспорта устра-
няет излишнее пыление, создавая необ-
ходимые санитарные и нротивовзрывные
условия работы К недостакам пневмо-
транспорта следует отнести сравнитель-
но большой расход энергии.

При применении всасывающего
пневмотраспорта (рис 86) сухой корм
непосредственно из бурата по приемной
воронке засасывается в воздухопровод
1, воздушно-кормовая смесь попадает в
циклон 2, установленный над складом,
из циклона корм поступает в силос 5,
а пыль и воздух вентилятором 3 направ-
ляются в пылевую камеру 4 для задер-
жания пыли. При транспортировании до
диаметр 0,4 м, вентилятор обеспечивает

2	3	4

'л. на упаковку

Рис. 86. Схема всасывающего пнев-
матического траспорта для сухих
кормов

Ют корма в час трубопровод имеет
подвчу 200 м3 воздуха в минуту при

остаточном давлении 95 кПа; мощность электродвигателя вентилятора 40 кВт;
объем пылевой камеры 80 м3, дпаметр циклона 3,6 м при высоте цилиндрической
части 2,7 м и конуса 4 м

Недостатками описанного вида пневмотранспорта яиляютсн отаоеительнс
большой нерациональный! расход воздуха при подаче корма, т. е. большое
«разжижение? корма воздухом и связанная с этим необходимость устройства
объемных к сложных пылеулавливающих устройств для сухого корма и воздуха
а также наличия сравнительно большой взрывоопасности

В этом отношении значительно лучше применение пневмотранспорта, рабо-
тающие под давлением в закрытой системе.

Влажность корма, поступающего на хранение, должна быть не более

установленных техническими условиями пределов; при хранении корма с ПО'
вышенной влажностью или смеси пересушенного и недосушенного корма может
произойти его порча вследствие самосогревания Недосушенный корм следует
обязательно возвращать на досушивание. При добавлении жмыха необходимс
равномерно смешивать его с общей массой корма во избежание сосредоточе
ния жмыха отдельными завалами, ибо при хранении оп может прогоркнуть
а также служить причиной самосогревания. Сухой корм довольно гигроскопн
чен, поэтому помещение для длительного хранения корма должно быть сухи*
и иметь вентиляцию; относительная влажность воздуха допускается не бо
лее 85% -
Корм может храниться в мешках, на складе или в специальных силосах.
Рсх<е проводится хранение навалом. Хранить корм насыпью рационально
в силосах элеваторною типа — хранилищах, оборудованных транспортными
приспособлениями для механизированной разгрузки корма, н в случае необ-
ходимости перекачивания его из силоса в силос

Элеватор для хранения корма состоит из нескольких цилиндрических
железобетонных склосов с коническим дном и следующими внутренними разме-
рами. диаметр 5,5 м, высота цилиндрической части 13,5 м, конической 4,5 м,
силосы устанавливаются в два параллельных ряда и плотно примыкают друг
к другу Образующееся между ними пространство называется звездочкой и ис-
пользуется для хранения корма или как пылевая камера Корма в силосы
подаются пневматическим транспортом и задерживаются в циклопах, уста-
новленных над банками Воздух из циклона для улавливания пыли отводится
в воздушную'камсру или звездочку между силосами.

При хранении корма систематически следит за его температурой, при
обнаружении очагов самосогревания корм охлаждают. При наличии соответст-
вующего транспортного приспособления охлаждение достигается перекачива-
нием корма из склоса в снлос. При отсутствии такого приспособления корм
спускают на пол в помещение под силосами, перелопачивают и затем отгру-
жают в первую очередь.

Сухой кукурузный корм транспортируют в мешках или павалом в вагопах
или автомашинах Тара для транспортирования корма должна быть плотной
и чистой.

Противопожарные мероприятия

При транспортировании, просеивании и упаковке сухого корма образуется
кормовая пыль, имеющая температуру воспламенения в слое 208 и во
взвеси 300° С. Нижний предел воспламенения взвеси пыли 92,6 г/м3. Кукуруз-
ный корм способен к самосогреванию п самовоспламенению.

Накопление в аппаратуре отделения сушки, просеивания и упаковки кор-
мов статического электричества делает возможными возникновение электриче-
ского разряда и загорание пыли. Источником воспламенения могут явиться
также искры от попадания металлических предметов или камней во вращаю-
щиеся части машин и установок, открытое пламя при проведении газо- и элек-
тросварочных работ, нарушение правил курения, короткое замыкание в электри-
ческой цепи и т. п

Возможность возникновении пожара необходимо учитывать как при проек-
тировании заводов кукурузных кормов, так и при их эксплуатации. Производво
кукурузных кормов (отделение сушки кормов) по пожароопасности относится
к категории Б, склад кормов — к категории Д Помещения завода кормов,
в которых имеется кормовая пыль в отношении их взрывоопасности при приме-
нении электрооборудовании отнесены к классу В — Па. Завод кормов строят
из несгораемого или трудпосгораемого материала с не менее чем даумя эва
куациопными выходами' для обслуживающего персонала Расстояние их от
любого места, где может находиться обслуживающий персонал, не должно
превышать 75—100 м

В производстве кормов необходимо строго следить за выполнением всех
специальных противопожарных мероприятий Пылящие аппараты и транспорт-
ные устойства должны быть плотво закрыты и оборудованы специальной аспи-
рационной системой для отсоса пыли в воздушные камеры или скрубберы

В производственных п складских помещениях с выделением кормовой
пыли запрещено пользоваться незащищенным пламенем Вся электроаппара-
тура, проводка и арматура должны отвечать противопожарным требованиям
Электродвигатели должны быть закрытого типа Все оборудование должно
иметь заземление Светильники должны иметь закрытое или защищенное испол-
нение (со стеклянными колпаками), а светильники аварийкою освещения
должны быть присоединены к независимому источнику питания

В помещении отделения кормов и в складах дли ею храпения нс разре-
шается прокладка голых проводников электрического тока
Необходимо принимать меры не только по отаоду статического электриче-
ства, по и по уменьшению его заряда

Увлажнение воздуха рабочих помещений благоприятно сказывается на
уменьшении накопления статического электричества Поддержание относятел!.-
пой влажности воздуха в помещении в пределах 75% и выше позволяет значи-
тельно уменьшить величину зарядов

Прн работе на сушилках со специальными топками необходимо следить
за тем, чтобы предохранительные сетки в боровах были в исправности и не
пропускали искр.

Курение в цехе кормов категорически запрещается Надо строго следить
за частотой помещения, чтобы не было слоя пыли па полу, аппаратуре, балках,
стенах и других конструкциях. Противопожарные устройства должны всегда
находиться в исправном состоянии и систематически проходить проверку.

Качество кормов

Сухие кукурузные корма предназначаются для использования в качестве
компонентов кормовых рационов животных Качественные показатели выраба-
тываемых сухих кукурузных кормов должны соответствовать требованиям
OCT 18-291—76

Кукурузные корма имеют желто- или темно-серый цвет, потемнение корма
происходит при высушивании его газами, получаемыми от сжигания мазута
Корма не должны иметь плесневого кли другого запаха

Основные физико-химические показатели кормов должны соответствовать
требованиям, приводимым ниже:

Корма с Корма без

1 юказатель	зкстрактсы яялрзита

Содержание влаги, % не более	12	12

Содержание сырого протеина, %, не менее	19	18

Кислотность по водной вытяжке, град,	ие более	56	6

Содержание песка, %, ие более	0,7	0,7

Содержание металлопримеси, мг/кг

частиц размером ие более 2 мм	30	30

частиц с острыми режущими краями, а также Не допускается
размером более 2 мм

Крупность помола, проход через сито с отверстиями 100	100

диаметром 5 мм, %

Зараженность амбарными цхщителями	Не допускается

Кукурузные корма кроме белковых веществ включают 18—25% крахмала,
7—9% жира, 1—4% золы и другие компоненты.

Расход вспомогательных материалов, воды, топлива
и электроэнергии. Количество продуктов по станциям
кормового цеха

В производстве кормов на ! т сухих веществ готовой продукции расходчют
следующее количество вспомогательных материалов:

Фильтровальная ткань, bi2

капроновая

диагональ

Ситовая капроновая ткань, в»2

Сода кальцинпрсваиная для мойки салфеток, кг

Проволока для обмотки вакуум-фильтров, кг

Вода для мойки полотен и для хозяйственных нужд, в!2

Условное топливо, т

Электроэнергия, кВт-ч

Расход

0,24
0,75—0,9
0,003
0,2—0,3
О 003—0,004
’1,2—2,0
0,3—0,4

До 100
При проведении расчета количества продуктов по станциям кормового
цеха (табл. 59) следует учитывать, что потери сухих веществ кормов могут
достигать 1% сухих веществ кукурузного зерна.

Т а б л и ц а 59. Количество продуктов по станциям кормового цеха (на 100 кг

сухих веществ кукурузы)

Производственный продукт	Количество сухих веществ, кг по СВ зерна	Влажность, %	Количество продукта то- варной влаж- ности, кг
Крупная мезга в шнек-прессы	6,0	84	37,5
после шнек-прессов	6,0	60	15,0
Мелкая мезга на фильтрацию	3,0	94	50,0
после фильтрации	3,0	65	8,6
Глютен  на фильтрацию	9,0	88	75,0
после фильтрации	9,0	65	25,7
Экстракт  на сгущение	7,0	92	87,5
сгущенный	7,0	50	17,5
Жмых и пелева	2,5	3,4	2,6
Смешанный продукт, поступающий на вы-	27,5	60,4	69,4
сушиваиие (с экстрактом) Корм с экстрактом	27,5	12,0	31,2
Смешанный продукт, поступающий на вы-	20,5	60,5	51,9
сушивание (без экстракта) Корм без экстракта	20,5	12,0	23,3

2. ПРОИЗВОДСТВО КУКУРУЗНОГО МАСЛА

Основное количество жира, содержащегося в кукурузном зерне (5—6%
сухих веществ зерна), сосредоточено в зародыше. Степень извлечения заро-
дыша по отношению к его массе в зерне после замачивания при мокром спо-
собе выделения составляет 80—95% в зависимости от качества кукурузы н
технического уровня производства.

Выделенный нз зерна зародыш используют для производства кукуруз-
ного масла. Получение масла осуществляют или непосредственно на предприя-
тиях, производящих крахмалопродукты из кукурузы, или высушенный зародыш
отгружают предприятиям масло-жировой промышленности. Извлечение масла
из зародыша осуществляют по схеме прессование—рафинация или по схеме
прессование—экстракция с последующей рафинацией масла.

На предприятиях крахмало-паточной промышленности производство сырого
(нерафинированного) кукурузного масла проводят в основном по схеме дву-
кратного прессования зародыша. Такой метод извлечения масла позволяет
выделать на первом прессовании основную часть масла в более мягком режиме
обработки сырья, что обеспечивает его высокое качество.

Технологическая схема производства кукурузного масла

Основные операции производства кукурузного масла показаны на схе-
ме VIII. По этой схеме сырой обезвоженный на шнек-прессах зародыш направ-
ляют на высушивание. Поступающий иа сушку зародыш зачастую содержит
значительное количество пелевы н грубых оболочек кукурузного зерна. Очистку
зародыша от этих примесей производят после сушки на зерновом сепараторе.
238
Сушка заподыша				
			1  —Отделение осыпи и взвеа  1  —		Фильтрация масла  1  1 Охлаждение масла  1  	Фильтрация масла  Взвешивание масла  1	
на сепараторе 1 1  Взвешивание  1  Металломаг- -	Отделение металломагнит-  нитные при-	ных примесей  меси	[  4  Измельчение  1  1  Металломагнигные-»	Отделение металломагнит  примеси	ных примесей  1.		-		
4 Жарение  Первое прессование	>  1 Метзллбмагнптныеч	Отделение металломаг-  црпмеси	нптных примесей  1  Измельчение  1  Металломагнитиые  	-Отделение металломаг-  примеси	нитных примесей  4 Жарение  1  Второе прессование	•  Измельчение жмыха  Жмых в корм  Схема VIII. Технологическая схема произведет			Масло  а кукурузного	склад
Чистый зародыш, содержащий около 7% пелевы, взвешивают на автоматиче-
ских весах и через электромагнитный сепаратор направляют в вальцовый ста-
нок для измельчения. Измельченный зародыш через электромагнитный сепаратор
подают в жаровню, установленную перед шнековыми прессами первого прессо-
вания зародыша, и затем в прессы. Масло с этих прессов направляют на
очистку. Жмых, полученный при первом прессовании, содержит более 20%
жира Его грубо измельчают при помощи ножей, установленным на прессе,
в ломальном шнеке и более тонко в дисковых дробилках, а затем на двупар-
ном вальцовом станке Перед тонким измельчением и перед прессованием жмых
пропускают через сепараторы для отделения ферропримссей Измельченный
жмых подверт ают гидротермической обработке в жаровне перед прессами вто-
рого прессования. Жмых после прессов окончательного прессования подвергают
тачала грубому, а затем тонкому измельчению на молотковых дробилках и
используют при производстве кукурузного корма, масло, полученпое после
второго прессования, объединяют с маслом, полученным после первого прессо-
вания, и передают на очистку. Крупную веерную осыпь (частицы прессуемого
материала, прошедшие через зеерпые щели) задерживают на ситах сетчатых
це вилок прессов, на вибрационных ентах или в механизированных гущеловуш-
ках Мелкую взвесь отделяют от масла с помощью осадительных центрифуг
со шнековой выгрузкой осадка, после чего масло фильтруют на фильтр-прессах
сначала в горячем виде, а затем после охлаждения масла в теплообменнике.
Очищенное масло взвешивают, после чего направляют на склад.

Зеерную осыпь и мелкую взвесь, задержанные на ситах, центрнфу1ах и
фильтр-прессах, возвращают в жаровню перед прессами перво!о прессования.

Сушка зародыша

Зародыш, поступающий из производства сырого кукурузного крахмала,
сначала отцеживают на дуговых ситах типа СД-1, оснащенных колосниковой
щелевой сеткой с щелями шириной 1,5—i мм, после чего механически обез-
воживают на шнек-прессах типа ВПНД-10. Производительность этих прессов
по сухим веществам зародыша 10—12 т/сут. Влажность отпрессованного заро-
дыша— 54—55%. Жидкая фаза, отделенная от зародыша на ситах и прессах,
поступает в сборник, откуда ее непрерывно откачивают в завод сырого крах*

мала и используют при промывке зародыша.

Сырой зародыш, поступающий на сушку, по показателям качества дол-
жен соответствовать следующим требованиям.

Влажность

Содержание пелевы и эндосперма

Содержание жира в сухом веществе

Содержание крахмала в сухом веществе

Не более 60

Не более 18

Не менее 48

Не более 11

Сушку зародыша производят в одну или две ступени в газовых барабан-
ных или паровых сушилках, работающих в непрерывном режиме. В качестве
теплоносителя в газовых сушилках используют дымовые 1 азы. получаемые
при сжигании мазута или природного газа.

При одноступенчатой сушке зародыша в сушилках приходится поддер-
живать высокую температуру (начальная температура газа выше 400°С).
Это однако может привести к повышению хрупкости, пересушиванию и под-
горанию зародыша, потере масла и ухудшению его качества. При нормальных
условиях сушки содержание жира в зародыше снижается на 1—1,5%, при
пересушивании зародыша этот показатель возрастает до 2—3%

При двухступенчатой сушке температура газов, поступающих в сушилку,
не превышает 400° С. Количество их должно соответствовать состоянию заро-
дыша, подаваемого в сушилку. На первой ступени сушки оно должно быть
таким, чтобы температура зародыша, выходящего из сушилки, была 45—50° С,
а его влажность около 20%. После второй ступени сушки температура заро-
дыша должна быть не выше 90° С, а влажность не более 3%-.
Барабанные сушилки длиной 7,5 м и диаметром 1,5 м имеют привод
с электродвигателем мощностью 7,5 кВт. Частота вращения барабана сушилки
1,5—2,5 об/мин, продолжительность пребывания зародыша в сушилке
30—40 мин Влагонапряжение сушильного пространства такой сушилки
50 кг/(м3-ч).

Во время высушивания вместе с отсасываемой дымососом газовоздушной
смесью уносится пелева. Ее улавливают в циклонах и используют в производ-
стве корма. При высушивании удаляется около 75% исходного количества
пелены.

Рис. 87. Паровая сушилка для сушки зародыша.

Существенными недостатками сушки зародыша дымовыми газами явля-
ются их высокая температура, пересушивание и подгорание зародыша.

Сушка зародыша в паровых сушилках лишена этих недостатков. Этот метод

высушивания позволяет повысить качество сухого зародыша, кукурузного
масла и жмыха. В СССР для сушки зародыша применяют ленточные паровые
конвейерные сушилки типа СПК-90 с шириной сетки 2 м и ее общей пло-
щадью 90 м2. За рубежом в этих целях используют паровые трубчатые
вращающиеся сушилки. Схема устройства паровой сушилки с вращающимся
пучком паровых труб показана иа рис. 87. Сырой зародыш поступает в бун-
кер I, откуда его шнеком подают в сушилку В последней непрерывно вра-
щается пучок паровых труб 2, в которые подводят пар давлением на первой
ступени 0,3—0,4 МПа, на второй 0,6—0,7 МПа. При одноступенчатом способе
сушки зародыша в трубы подводят пар давлением 0,6—0,7 МПа. При высуши-

вании зародыш перемещают вдоль осн сушилки с помощью наклонных лопа-
стей 3, вращающихся вместе с паровыми трубами Производительность паровой
сушилки такого типа при поверхности нагрева 350 м2 составляет 250 т/сут

по перерабатываемому зерну товарной влахшости

Зародыш, высушснпый в паровых сушилках, имеет светло-желтый цвет,
в газовых барабанных при сжигании мазута — серый или серо-желтый.
Высушенный зародыш должен иметь следующий химический состав:

Жтф

Азотистые вещества

(NX6.25)

Крахмал

7о по св	„

зародыша	Составная часть

53—57	Зола

12—19	Клетчатка

Пентозаны

8—12	Прочие вещества

по св

зародыша

0,7—1,2
15—18
6—8

2—3
I Очистка зародыша

Перед прессованием зародыш очищают на зерновых сепараторах Основная
задача этой операции — удаление основной части пелевы и оболочек, остав-
шихся в зародыше после высушивания, выделение других случайных примесей.
Для отделения крупных оболочек и других примесей зародыш пропускают через
сита с отверстиями диаметром около 7 мм, легкую пелеву отделяют пневма-
тической сепарацией При реализации сухого зародыша на маслоэкстракцион-
пом заводе из зародыша выделяют мелкие частицы, проходящие на сепараторе
через сита с отверстиями диаметром 2 мм

Сухой зародыш, поступающий на реализацию, должен соответствовать
требованиям ОСТ 18-165—74

Влажность,

Содержаний жира в пересчете на сухое вещество
Содержанье органических примесей

в том числе мелкораздробленного зародыша
Содержание испорченного зародыша
Содержание крахмала

Содержание дробленого зародыша

Не более 5

Не менее 48

Не более 10

Не более 3

Не более 4

Не более 10

Не более 1Б

Высушенный и очищенный зародыш должен содержать 6,5—7,5% пелевы.
При прессовании масличной мезги (продукт, получаемый в процессе жарения
мятки— измельченного масличного сырья) пелева играет роль дренажа Сниже-
ние ее содержания в зародыше увеличивает потери масла со жмыхом Одновре-
менно с этим, если количество пелевы в зародыше выше 7,5%, возрастают
выход жмыха и потери с ним масла. При содержании жира в выделенной на
сепараторах пелеве выше 10% ее вместе с зародышем направляют на из-
мельчение и прессование

Измельчение зародыша

Зародыш измельчают с целью разрушения его клеточной структуры, что
необходимо для обеспечения наиболее полного и быстрого извлечения масла.
При измельчении форпрессового жмыха пе-

ред вторым прессованием основной задачей
является разрушение вторичных структур
перерабатываемого материала для подго-
товки мятки к жарению и к окончательно-
му прессованию Для измельчения зароды-
ша и жмыха используют двухпарные валь-
цовые стаики с рифлеными валками.

Валмювые станки выпускают двух ти-
пов- для заводов с механическим транс-
портом продуктов помола стайки ЗМ и
для заводов с пневматическим транспортом
станки БВ Устройство основных узлов
вальцовых станков одинаково, отличаются
они лишь отдельными конструктивными
решениями. Вальцовые станки состоят из
двух параллельно оаботающих секций, раз-
деленных продольной перегородкой (рис.
88). В каждой секции остановлены папа
вальцов 2, питающий механизм, включаю-
щий валки 3 и заслонки 5. Зародыш на из-
мельчение поступает через трубу 4, затем

дозирующим и распределяющим чалками
Рис 88 Двухпарный вальцовый его направляют на вальцы. Измельченный
станок марки ЗМ	продукт собирается в бункерах /
Парноработающие мелющие вальцы состоят из рабочего цельнолитого
цилиндра и двух стальных полуосей. Цилиндры изготовлены из никель-хроми-
стого чугуна, наружную поверхность цилиндров отбеливают. Для измельчения
зародыша применяют вальцы с рифленой поверхностью. Вальцы в станине
устанавливают на роликовых подшипниках таким образом, чтобы между
линией, соединяющей оси вальцов, и горизонталью был угол 45°. Вальцы вра-
щаются в противоположных направлениях, причем верхний с большей ско-
ростью. Вальцы имеют диаметр 250 мм н длину 600, 800 или 1000 мм.

Хорошо измельченный продукт (масличная мятка) должен иметь такой
фракционный состав, при котором 50% частиц при просеивании проходит через
сито с отверстиями диаметром 1 мм, а остаток на сите с отверстиями 1,5 мм
составляет 10%.

Тепловая обработка масличной мягки и форпрессового жмыха

Тепловую обработку слегка увлажненной масличной мятки и измельчен-
ного форпрессового жмыха производят с целью улучшения условий для прес-
сования продукта и выделения масла. Увлажнение мятки перед тепловой

обработкой производят горя-

чим конденсатом, что способ
Ствует размягчению стенок
клеток зародыша и облегчает
отжим масла. Пр-и повышении
температуры мятки уменьша-
ется вязкость содержащегося
в ней масла, падает поверхно-
стное натяжение, происходит
денатурация белковых ве-
ществ — все это обеспечивает
быстрое и достаточно полное
выделение н отжатие масла
при прессовании. Нагревание
мятки и мезги производят в
паровых жаровнях, которые
устанавливают над шнековыми
прессами.

В шнековом прессе ЕТР-20
(производство ГДР) шесть
чанов жаровни установлены
друг под другом (рис. 89).
В верхней части жаровни смон-
тирован пропарочный шнек, в
котором увлажняют мятку.
Днища и боковые стенки ча-
нов обогревают паром, пода-
ваемым в рубашки. При теп-
ловой обработке стремятся не
допускать контакта продукта с
воздухом, чтобы ие происходи-
ло окисления масла. Жаровня
устроена следующим образом.
Через все чаны 1 проходит вал

Рис. 89. Схема шестичанной жаровнн к
прессам марки ЕТР-20.

3, иа котором закреплены но-
жи-мешалки 4. Продукт пода-

ют в жаровню через пропароч-

ный шнек 2. Обработанную мятку выводят из нижнего чана жаровни через
течку 5. Чаны жаровни имеют тепловую изоляцию. Частота вращения верти-

кального вала с ножами-мешалками 26 об/мии, мощность привода вала 30 кВт.
Расход пара давлением 0,6 МПа 180—350 кг/ч. Диаметр жаровни 2294 мм, дли-
на с пропарочным шнеком 4000 мм, высота 4562 мм. Масса жаровни с опор-
ной площадкой 16100 кг.

Выпаренную вла1у удаляют из чанов с помощью аспирации. Увлажнение
мятки «производят до влажности 7—8%, после чего температура ее составляет
60—65°С Влажность готовой к прессованию мятки 4—4,5%, а ее темпепа-
тура 90—НОРС. _

Измельченный форпрессовый жмых также подвергают гидротермической
обработке перед вторым прессованием. При применении для второго прессова-
ния прессов ЕТР 20 обработку измельченного жмыха производят в жаровне,
используя пар давлением 0,6 МПа. Влажность сырья после пропарочного шнека
должна быть 5—•»%, температура 65—70° С, После окончания тепловой обра-
ботки масличная мезга имеет влажность 3—4%, ее температура 110—115°

Извлечение кукурузного масла

В СССР масло из кукурузного зародыша и жмыха выделяют в основном
по схеме двукратного прессования Для этих целей используют на первом прес-
совании прессы марок ЁТР-20, ФП и МП-68, на втором прессы марок ЕТР-20
и ЕР. При использовании пресса марки ЕТР-20 на втором прессовании произ-
водят смену рабочих органов и снижают частоту вращений. Извлечение масла
однократным прессованием производят на прессах марки ЕТР-20.

За рубежом широко применяют экстракционный метод извлечения кукуруз-
ного масла из зародыша, а также используют метод однократного прессования
с последующим выделением остатков масла из жмыха экстракцией, что наи-
более выгодно.

Маслоотжимные прессы непрерывного действия марки ЕТР-20, ФП, МП-68,
ЕР работают по одинаковому принципу и отличаются друг от друга нронз
водительностыо, устройством привода, частотой вращения шнекового вала,
конструкцией вала и зеерного цилиндра Схематично работа пресса марки
ЕТР-20 и устройство его шнекового вала и зеерного цилиндра показаны
на рнс 90.

Пресс марки ЕТР-20 имеет двухступенчатый зеерный цилиндр с диамет-
ром в приемной части 250 мм и дальше по всей длине цилиндра 200 мм.
Зеерный цилиндр состоит из Двух половин 3 и 7 и имеет горизонтальную
плоскость разъема Каждый полуцилиндр состоит из вертикальных плит 2,
перпендикулярных к продольной оси и связанных между собой. Они образуют
общий каркас, который изнутри выкладывается специальными планками, назы-
ваемыми также зеерными колосниками. При сборе цилиндра между зеерными
планками устанавливают прокладки, толщина которых определяет размер за-
зора между планками для выхода масла.

По длине зеерного цилиндра имеются отдельные секции, отличающиеся
размером зазора между планками. Величина зазора в каждой секции умень-
шается по направлению движения мезги в прессе. Полуцилиндры в плоскости
разъема снабжены продольными планками с уступами, расположенными между
шнековыми витками Такие планки, называемые ножами, способствуют посту-
пательному движению мятки вдоль зеерного цилиндра, удерживая ее в про-
цессе прессования от вращательного движения, н частично очищают шнеко-
вые витки

При прессовании мятку из нижнего чана жаровни шнеком-подпрессовыва-
телем 1 подают в зеерный цилиндр Здесь ее захватываю! витки пшена 8
и перемещают вдоль цилиндра. Благодаря уменьшению по ходу движения
продукта свободного пространства между шнеком и цилиндром и шага между
витками шнека давление прессования продукта возрастает Отпрессованное
масло проходит через зазоры зеерного цилиндра и собирается в приемник 6.
Жмых выходит из цилиндра через кольцевую шель, размер которой регули-
руют с помощью механизма переключения 4 и конуса 5.

Пресс марки ЕТР-20 имеет привод шнекового вала с мощностью двига-
теля 55 кВт. В зависимости от условий работы на первом прессовании частоту
вращения шнекового вала pei улируют в интервале от 19 до 32 об/мин, на вто-
ром прессовании от 5 до 8,3 об/мин При однократном прессовании частота
вращения шнекового вала должна быть 5—8,3 об/мин. Частота вращения вала
питателя пресса 56—252 об/мин. Габаритные размеры пресса марки ЕТР-20
5000"-11280x2368 мм Для монтажа шнекового вала к общей длине пресса при-
бавляют еще 3000 мм>. Масса пресса 6180 кг

При работе на прессе марки ЕТР-20 зазоры между пластинами зеерного
цилиндра по секциям составляют (в мм)- 1,35; 1,35; 0.7; 0,45. 0,35 На прессах
марки ФП на первом прессовании размеры зазоров 1,2—1.5; 1,0; 0.75;
0,45—0,5 мм

Рис. 90 Шнековый вал и зеериый цилиндр пресса марки ЕТР-20

Технологические показатели режима работы прессов марки ФП на первом
прессовании и Е ГР-20 на втором, а также при работе прессов марки ЕТР-20
по схеме однократного прессования приведены в табл. 60

Таблица 60. Показатели работы прессов марок ФП и ЕТР-20

Показатель	Первое преесоваиие, пресс марки	Второе прес-  сованье. ПрРСС  марки  ЕТР-20	Однократное прессование, пресс марки ЕТР-20

Масличиость сырья, % сухих веществ	50—55	20—24	50—55
Влажность мягки, %	4.0—4.5	3—5	2
Частота вращения шнекового вала, об/мин	18	8,3	8,3
Толщина жмыха, мм	8	5—6	7	g
Масличность жмыха, %	15—20		10
Суточная производнтелыюсть пресса по за-	До 7	14	21
родышу, т			

Производительность пресса марки ЕТР-20 значительно выше
на первом прессоваппи п ЕР на втором

прессов ФП
Отделение осыпи и взвешенных веществ

После прессования в масле накапливается разное количество осыпи,
в среднем 20—35% Осыпь отделяют па вибрационном сите, делающем
2700 качаний в минуту Площадь поверхности сита 2,4 м2, длина — 3450 мм,
ширина 700 мм, производительность 40 т масла в сутки Сито оснащено плете-
ной сеткой с ячейками размером 0,25X0,25 мм. Привод сита имеет электро-
двигатель мощностью 2,2 кВт.

Зеерная осыпь может быть также отделена от масла с помощью наклонного
призматического бурата, имеющего шесть граней. Бурат обтягивают сеткой
в два слоя. Первая плетеная металлическая сетка (внутренняя) имеет 16 от-
верстий на 1 смг, вторая (наружная) — 28. Подачу отпрессованного масла
с осыпью в бурат осуществляют через воронку, осыпь возвращают на прессо-
вание, а масло направляют па дальнейшую очистку. На некоторых предприя-
тиях отделение осыпи от масла производят на простых сотрясательных ситах,
делающих 450 качаний в минуту.

Для отделения от масла взвешенных частиц может быть использована
осадительная шнековая центрифуга с непрерывной выгрузкой осадка марки
ОГШ-321К6. При производительности около 2 т/ч такая центрифуга обеспе-
чивает слижение содержания отстоя в обрабатываемом масле с 18,5 до
0,7—1,2% по массе при температуре масла около 68—70е С. Снижение темпе-
ратуры приводит к увеличению содержания отстоя в масле. После отделения
масла на центрифуге отфуговаиный осадок имеет масличность 35—42%, плаж-
ность 3,3—3,5%. Оп легко транспортируется шнеками и норией

Фильтрационная очистка масла

Цель фильтрационной очистки масла — отделение от масла взвешенных
веществ, с тем чтобы получить готовую продукцию с заданным показателем
«отстой, % по массе, ие более 0,2» Для очистки форпрессовое масло и масло
после второго прессования объединяют в одном сборнике и направляют на
фнлыр-прсссы Фильтрацию масла осуществляют иа рамных прессах, исполь-
зуя хлопчатобумажную фильтровальную ткань Фильтрацию масла проводят
в две ступени. На первой ступени из неохлажденного масла выделяют основ-
ную часть взвешенных веществ. После Этого для более полного отделения
растворимых примесей масло охлаждают в теплообменнике, оснащенном
мешалкой и змеевиком, куда подводят холодную воду, до температуры 25° С
и подвергают повторной фильтрации. На второй фильтрации от масла отде-
ляют скоагулнроваиные при охлаждении вешества и менкне частицы, не за-
держанные на первой фильтрации

Для повышения чистоты масла вторую фильтрацию рекомендуется прово-
дить на фильтр-прессах, оснащенных новыми салфетками Для ускорения вто-
рую фильтрацию масла проводят с использованием вспомогательного филь-
трующего порошка — кизельгура или перлита, который перед началом фильтра-
ции наносит па фильтровальную ткань. Расход кизельгура составляет около
1 % к количеству выработанного масла После завершения цикла работы
фильтр-пресса осадок продувают воздухом и пресс разгружают Фильтрацион-
ный осадок используют в производстве сухого корма Потери масла с осадком
составляют 0,3—0,4% общего количества масла

Продолжительность цикла работы пресса 7—8 ч, в том числе на фильтра-
цию приходится 5—6 ч, смену салфеток —1,5 ч, включение в работу—15 мин.
При фильтрации избыточное давление не должно превышать 0,4 МПа, так как
при более высоком давлении возможно загрязнение масла Подачу масла на
пресс лучше осуществлять центробежным насосом, что обеспечивает постепен-
ное повышение давления при фильтрации

Количество фильтрационного осадка составляет 12—14% массы масла
В нем содержится 25—30*5 жира. Осадок возвращают в основную цепь вместе
с осыпью
Качество сырого кукурузного масла

Качество сырого (нерафинированного) кукурузного масла регламенти-
руется ГОСТ 8808—73. Отгружаемое потребителям сырое масло должно
удовлетворять следующим требованиям стандарта.

Показатель	Характеристика и норма

Запах и вкус	Свойственные маслу

Прозрачность — масло над отстоем после от- Прозрачное
стаивания в течение 24 ч при температуре

Цветность, мг йода на 100 мл раствора, не	100

более

Кислотность, мг КОН, ие более	Б,О

Влага и летучие вещества, %, ие более	0,3

Отстой, % к массе, ие более	0,2

Количество фосфатидов, %, не более	1,0

Неомыляемые вещества, %,	ие	более	2,0

Число омыления _ ,в	186—198

Йодное число *	111—133

Показатель преломления (рефракции)	при тем-	1,472—1,474

пературе 20°С

Плотность при темгкратуре 20° С г/л	918—927

Кукурузное масло после первого прессования

по показателям цветности

и кислотного числа превосходит масло после второго прессования и лишено
свойственного ему неприятного запаха В связи с этим на предприятиях высо-
кой производительности целесообразно производить раздельную очистку масла
после первого и второго прессования и поставлять масло потребителям с уче-
том его качества. Кукурузное масло с кислотным числом выше 5 направляют
для переработки па гидрогенизационные заводы, а масло, соответствующее
стандарту, на рафинационпые заводы для производства пищевого кукурузного
масла

Рафинирование кукурузного масла

Сырое кукурузное масло имеет высокую кислотность, сильно окрашено
и обладает характерным неприятным привкусом, который усиливается при
хранении Поэтому для подготовки к пищевому применению масло подвергают
рафипационной очистке. Техноло! ическая схема рафинация кукурузного масла
включает операции взвешивания, гидратации, нейтрализации, отстаивания, про-
мывания, высушивания, дезодорации, фильтрации и охлаждения

Гидратация масла. Обработку масла водой производят с целью удаления
из него фосфатидов При гидратации растворспные в масле фосфатиды как
гидрофильные вещества поглощают воду с образованием взвешенных хлопьев,
выпадающих в осадок

Гидратацию производят в аппарате, используемом и для нейтрализации
масла После заполнения аппарата масло нагревают при перемешивании до
температуры 45—50° С и вводят в пего распыленную горячую воду в коли-
честве до 9% к массе масла Масло перемешивают 30 мин, обеспечивая укруп-
нение хлопьев и отделение их от масла Для облегчения осаждения хлопьев
масло нагревают до температуры 60—65° С и прекращают перемешивание
Хлопья осаждаются в течение 1—2 ч. Осадок удаляют из аппарата. В резуль-
тате гидратации содержание фосфатидов в масле снижают на 40%.

Нейтрализация масла. Для снижения кислотности масла в аппарат при
перемешивании и температуре продукта ГЛ—65° С вводят распыленный
18—20%-ный раствор №ОН Избыток щелочи должен быть от 50 до 300%
к теоретически необходимому количеству После отстаивания осадок (соапсток)
удаляют и используют в производстве мыла Кислотность масла после нейтра-
247
лизации снижается до 0,12—0,25 мг КОН. Одновременно уменьшаются цвет-
ность масла и содержание в нем фосфатидов.

Промывание и сушка масла. Для удаления остатка мыла масло промы-
вают последовательно 8—10%-иьш раствором поваренной соли, нагретым до
температуры 90—95° С, затем несколько раз водой и наконец — конденсатом.
Расход промывной жидкости составляет 8—10% к массе масла. Каждый раз
после очередного промывания производят отстаивание мама в течение 40—
60 мин и удаление промывного раствора Промывание произаодят до полного
удаления из масла мыла.

В этом же аппарате при остаточном давлении не более 21 кПа производят
высушивание масла при температуре 90—95° С. Содержание влаги и летучих
веществ в масле после высушивания не должно превышать 0,2%

Фильтрация и дезодорация масла. Для окончательного удаления взвешен-
ных частиц и получения прозрачного продукта масло фильтруют через двойную
тканевую перегородку и слой бумаги Фильтрованное масло дезодорируют для
удаления пахучих веществ Дезодорацию произаодят продуванием через масло
перегретого пара при инзком остаточном давлении (не более 21 кПа). Темпера-
тура пара при обработке 180—185° С; продолжительность операции 5—11 ч
в зависимости от качества масла

После окончания дезодорации масло охлаждают в том же аппарате, сни-
жая его температуру сначала до 100, затем до 20—30® С, после чего направ-
ляют на фасовку.

Цветность рафинированного масла должна быть не выше 20 мг йода,
кислотность — не более 0,4 мг КОН. Содержание влаги и летучих веществ
снижается до 0,1 ®/о, фосфатидов — до 0,05%, Рафинированное масло не должно
иметь отстоя.

Рафинированное кукурузное масло используют в пищевых целях Его при-
меняют как высококачественное салатное, столовое масло, используют прн
производстве хлебобулочных изделий, майонеза, консервированных продуктов
Кукурузное масло содержит ненасыщенные жирные кислоты и жирораствори
мне витамины (витамин Е) что повышает его ценность как пищевого и диети-
ческого продукта

Сырое кукурузное масло, полученное из нестандартного сырья, зачастую
содержит примеси и имеет низкое качество. Его примени!
технических целей — производство олифы, технических мае.

Расход вспомогательных материалов, пара, воды
и электроэнергии

На производство 1 т нерафинированного масла расходуют
Показатель
Ткань фильтровальная, №
Сита капроновые, №
Сода кальцинированная для мойки салфеток, кг
Пар для подогрева мезги и воды, т
Вода на увлажнение зародыша, мойку салфеток и для хо-
зяйственных нужд, м2
Бязь суровая льняная, м2
Условное топливо для сушки зародыша, т
Электроэнергия, кВт-ч

3. ПРОИЗВОДСТВО КУКУРУЗНОГО ЭКСТРАКТА

Прн замачивании кукурузного зерна получают побочный продукт — жидкий
экстракт В экстракт переходит 7% сухих веществ зерна, концентрация жидкого
экстракта при замачивании стационарным методом 5—6%, при противоточ-
ном 8—10%.

Жидкий экстракт на кукурузокрахмальных заводах концентрируют под
I разрежением на пыпарных установках до содержания 35—40% сухих веществ
248

для различных
мыла и т п.

130-140
и используют в качестве одного из компонентов сырья при производстве кор-
мов с экстрактом. Более сгущенный кукурузный экстракт является основным
сырьем в производстве антибиотиков, витамина В|2, пекарских и кормовых
дрожжей и другой продукции микробиологического синтеза Сгущенный до
46% сухих веществ экстракт хорошо сохраняет свои свойства и может транс-
портироваться в железнодорожных цистернах на двлекне расстоиния Иа неко-
торых зарубежных заводах производят высушивание уваренного экстракта
в распылительных сушилках Состав экстракта колеблется в довольно значи-

тельных пределах и зависит как от сорта, так и от качества зерна

Жидкий экстракт после откачивания из замочных чанов содержит некото-
рое количество примесей • мелкие частицы зерна, крахмал, оболочки и т п.
Клейстсризация крахмала при выпаривании экстракта повышает его вязкость,
снижает коэффициент теплопередачи, ускоряет образование осадка на поверх-
ности па^рева выпарки Очистку экстракта от находящихся в нем взвешенных
веществ производят путем отстаивания в течение 2—2,5 ч в чанах с кони-
ческим днищем Осветленный экстракт направляют в выпарные аппараты,
а отстой периодически откачивают в кормовой цех, где используют при приго-
товлении корма.

Жидкий экстракт имеет pH 4,2—4,4 и содержит значительное количество
молочной кислоты- при стационарном замачивании — 0,3—0,5%, при противо-
точном— 0,7—1,2%. Количество накопленной в экстракте молочной кислоты
зависит от метода замачивания, качества кукурузы и соблюдения технологи-
ческого режима замачивания зерна, Молочпая кислота нелетуча, при упарива-
нии остается в экстракте и способствует удержанию в растворе солей магния

и калыщя, что снижает интенсивность

их отложения на поверхности нагрева

выпарных аппаратов

Молочная кислота
Одних: нз результатов

образуется в
деятельности

процессе молочнокислого брожения,
бактерий является гидролиз белков

экстракта до полипептидов и аминокислот, обладающих брлее высокой раство-
римостью по сравнению с белками Это также предупреждает коагуляцию
белковых веществ и отложение осадка на поверхности нагрева

Содержание сернистой кислоты в жидком экстракте 0,01—0,06% в зави-
симости от метода замачивания Присутствие этой летучей кислоты ускоряет
коррозию оборудования выпарной установки, что необходимо учитывать при
выборе материала для изготовления выпарных аппаратов и комплектующего
оборудования

Выпаривание экстракта

Кукурузный экстракт содержит термолабильные вещества, образующие при
тепловой обработке окрашенные соединения. Поэтому выпаривание экстракта
производят в двух- или трехкорпусных выпарных установках, работающих
под разрежепием

Концентрирование кукурузного экстракта протекает с определенными
трудностями — по мере работы аппаратов иа иоверхнос:и нагрева происходит
довольно быстрое отложение осадка ор: аиических и неорганических веществ.
Экстракт обладает склонное: ыо к ценообразованию, что может привести к по-
терям продукта с соковыми парами.

В СССР широкое распространение для выпаривания экстракта получвли
выпарные установки, укомплектованные вертикальными аппаратами типа ВВ,
изготовленными из нержавеющей стали марки 1Х18Н9Т с укороченными до
2,2 м трубками, образующими паровую камеру, и увеличенным надсоковым
пространством Уменьшение длины трубок необходимо для облегчения их
механической очистки, увеличение надсокового пространства — для снижения
потерь сухих веществ экстракта соковым паром Для улавливания капель,
уносимых с соковым паром, над каждым выпарным аппаратом устанавливают
ловушки, заполненные кольцами Рашнга Кроме того, на вакуумпой линии
корпуса выпарки перед конденсатором дополнительно устанавливают брызго-
ловушку Это уменьшает попадание в барометрическую воду сухих веществ
экстракта и позволяет вернуть эту воду после охлаждения на конденсатор.
Очистка поверхности нагрела выпарных аппаратов часто занимает много
рабочего времени Поэтому схема монтажа выпарной установки должна обес-
печить возможность выключения на очистку любого корпуса установки без
прекращения ее работы.

Схема трехкорпусной выпарной установки с одним резервным аппаратом
приведена на рис. 91 Схема проводки трубопроводов и монтажа арматуры
предусматривает взаимозаменяемость аппаратов и возможность выпаривания
экстракта на двух- и трехкорпусной установке

Рис. 91. Схема выпарной станции для упаривания экстракт.

Например, при работе по схеме трехкорпусной установки и выключении
корпуса 2—4 для очистки поверхности нагрева аппараты 2—1, 2—2, 2—3
работают как первый, второй и третий корпуса установки

После декантации жидкий экстракт поступает в подогреватель 1, обогре-
ваемый экстрапаром с первого корпуса выпарки 2—1. Из подогревателя кон-
денсат направляют в коллектор сокового конденсата 12, а затем в сборник 11
и далее с помощью насоса передают по назначению

Подогретый до температуры 80—9СГС жидкий экстракт передается в пер-
вый корпус выпарки 2—1, затем во второй корпус выпарки 2—2 и далее
в третий корпус выпарки 2—3, из которого насосом 9 окончательно выпарен-
ный экстракт направляется в сборник готового уваренного экстракта

Первый корпус выпарки обогревается паром с давлением (избыточным)
0,1—0.2 МПа. Образующийся конденсат поступает в сборпик чистого конден-
сата 13, из которого потом насосом его перекачивают в котельную

Полученный в корпусе 2—1 при кипении экстракта пар, так называемый
соковый пар, пройдя зоит-отражатель для улавливания крупных капель неуве-
ренного экстракта, расположенный внутри верхней части надсокового прост-
ранства, направляется затем по трубе в специальную ловушку 3—1 для мелких
капель экстракта, которые возвращаются из нее в среднюю часть первого кор-
пуса выпарки. Наблюдение за процессом выпаривания экстракта производится
через смотровые окна Накапливающиеся в паровой камере некопдеисирую-
шиеся гвзы уделяются через специальную оттяжку

Пар первого корпуса выпарки (соковый пар) используется в качестве
теплоносителя для второго корпуса 2—2, часть же его (экстрапар) исполь-
зуется для подогрева жидкого экстракта в подогревателе /. Конденсат, обра-
зующийся в паровой камере корпуса 2—2, удаляется в коллектор сокового
конденсата 12, из него в сборник 11, а затем его откачивают насосом.
Соковый пар корпуса 2—2 выпарки, пройдя тот же путь, что и в кор-
пусе 2—1, поступает затем в паровую камеру корпуса 2—3, а конденсат вз
нее удаляется в коллектор сокового конденсата 12.

Задержанные частицы экстракта в ловушках 3—2, 3—3, 3—4 возвращаются
по спускным трубкам в соответствующие корпуса. Наблюдение за выпари-
ванием в этих корпусах осуществляется также через смотровые окна.

Оттажка неконденсирующяхся газов из паровых камер производится по
трубкам, соединяющим соответствующие камеры с надсоковым пространством
этого же корпуса Соковый пар из корпуса 2—3 направляется через ловушку 4
в барометрический конденсатор 5, где смешивается с холодной водой.
Барометрическая вода собирается в колодце 8, находящемся ниже нижнего
фланца конденсатора не менее чем на 11,0 м, а затем насосом подается на
 радирпн для охлаждения. Охлажденную воду повторно используют на кон-
денсаторе выпарной установки

Воздух, содержащийся в воде и паре, из конденсатора 5, пройдя ло-
вушку б, выкачивается вакуум-насосом 7 и удаляется в атмосферу-

По мере надобности производится химическая очистка выпарки. Для
этого в сборник 10 задают в необходимом количестве каустическую соду и
чистую воду, которые разрежением засасываются в соответствующие корпуса
выпарки Внутренняя промывка паровых камер производится чистой теплой
водой.

Каждый корпус снабжен вакуумметром, термометром, люком и лазом
для внутреннего осмотра как паровой камеры, так и надсокового пространства.

Нижняя часть конуса' каждого корпуса специальным веитвлем соединена
с трубопроводом, по которому жидкость, получаемая при выварке выпарки,
удаляется в специальный сборник, а затем в канализацию.

Основные показатели технологического режима, поддерживаемые па от-
дельных корпусах выпарной установки приводятся в табл. 61.

Таблица 6]. Технологический режим по корпусам выпарной установки

Показатель	Корпус		
	। первый	| второй	| третий
Температура, °C	90—95	75—80	55—60
Остаточное давление, МПа	0,08—0,086	0 04—0,046	0,02—0,023
Коэффициент теплопередачи, Вт/(м3-град)	2094	1396	419

Производительность описанной выпарной установки до 60 т уваренного
экстракта в сутки с содержанием около 50% сухих веществ при исходном
содержании сухих веществ в жидком экстракте до уваривания 8%

При этих условиях поступает жидкого экстракта

60.50-100

100-8 -З^^УГ-

Выпаривается воды

375 —60 = 315 т/сут или 315:24 = 13,125 т/ч.

Суммарная площадь поверхности трех корпусов 750 м2; среднее количество
воды, выпариваемой с 1 м2 поверхности нагрева,
13 125:750 = 17,5 кг/ч.

Загорание поверхностей нагрева имеет непостоянный характер и
читальной оепени зависит от качества перерабатываемого сырья и
замачивания кукурузы Практически отмечается, что во втором и
корпусах поверхности нагрева осадка на трубках образуется всегда

способа
третьем
больше.
чем в первом, они и требуют более частой механической и химической очистки
Это становится возможным с установкой дополнительного резервного минуса

Кроме того, отмечается, что во втором и третьем корпчеах трубки изна-
шиваются и выходят из строя за 1—V<s, а в первом за 2- 3 года. Повышен-
ный износ трубок во втором и третьем корпусах является следствием воздейст-
вия иа поверхность нагрева экстракта (изнутри) и кислых паров е предыдущего
корпуса (снаружи) с pH 2,5—3.

При ведении процесса замачивания зерна в соответствии с заданным

технологическим режимом отложение осадка на поверхности Hat рева проис-
ходит относительно медленно Оно ускоряется при переработке недозревшей
или подгнившей кукурузы, кенда требуется выварка через 3—5 сут Кратко-
временную выварку выпарки водой следует производить ежедневно

Химическая очистка поверхности натрсва (выварка) осуществляется в сле-

дующем порядке, после спуска экстракта проводят кипячение аппарата при
разрежении с водой в течение 1 2 ч, затем проводят в течение не менее
2—3 ч кипячение с 2—2.5%-ным раствором едкого натра, контролируя его
содержание в растворе титрованием и в случае непбходнмостп добавляя све-
жие порции По окончании выварки выпарки раствором едкого натра отрабо-
танный раствор удаляют и проводят выварку с водой

Перед пуском выпарки в работу открывают газовые оттяжки на втором

и третьем корпусах, создают- разрежение во всех корпусах и заполняют ны-
парку жидким экстрактом Во время работы выпарки внимательно следят
за тем, чтобы в корпусах постоянно поддерживалось установленное разреже-
ние, поверхности нагрева были заполнены экстрактом, подача экстракта п пара
и отвод конденсата и уваренного экстракта производились бесперебойно

в регулярно.

Широкое применение в промышленности получили выпарные аппараты
с поверхностью нагрева 250 мг Диаметр корпуса аппарата 2 м, общая высота
(от фланца до фланца) 8 м при высоте нижнего конуса 1 6 м Поверхность
нагрева включает 1200 трубок, развальцованных в трубных решетках паровой
камеры. Сечение трубок 38/35 мм, длина 2,2 м Высота надсокового прост-
ранства 4 м-

Фмзико-химические свойства и качество экстракта

По внешнему виду сгущенный кукурузный экстракт представляет собой
густую непрозрачную жидкость, способную при длительном хранении расслаи-
ваться Вязкость экстракта зависит от содержания в нем сухих веществ и
температуры С их увеличением она возрастает При повышении температуры
от 20 до 5СГС относительная вязкость экстракта надает почти в два раза.

В летнее время сгущенный экстракт хорошо хранится в течение 3 4 мес.
При хранении в открытой таре верхний слой экстракта подсыхает и превра-
щается в плотную пленку, предохраняющую экстракт от порчи Наблюдения
показывают, что экстракт с содержанием сухих веществ выше 48% может
храниться без изменений до года и более.

При расслаивании экстракта во время хранения образуются два слоя,
неодинаковые по составу' верхний — более темный и нижний — более светлый.
Верхний слой отличается повышенным содержанием белковых веществ и молоч-
ной кислоты

В соответствии с ОСТ 18-206—74 сгущенный кукурузный экстракт, постав-
ляемый медицинской промышленности, должен иметь цвет от желтого до
коричневого, для других потреби телей —- до темно-коричневого По физико-
химическим показателям экстракт должен соответствовать приводимым ниже
требованиям

Показатель	Норма. % по СВ

Кислотность в пересчете на молочную ки- Не мецее 17,0
слоту

Содержание

сухих веществ*	Не менее 48,0
азота — для медицинской промышлен-
ности

общей золы

диоксида серы

минерального растворимого фосфора

Не менее 6,4

Не более 21,0

Не более 0,35

Не менее 0,6

* В процентах к товарной продукции'(не менее).

Поставку сгущенного экстракта потребителям осуществляют в чистых
сухих металлических железнодорожных цистернах с нижним сливом продукта
вместимостью 25-50 м3 или в чистых сухих металлических бочках. Цистерны
в нижней части должны быть оснащены змеевиком или паровой рубашкой
для общ рева экстракта перед сливом.

Кукурузный экстракт должен храниться у потребителя в специальных
емкостях, оснащенных приспособлениями для перемешивания и транспорти-
рования экстракта. При хранении экстракта не допускается попадание в него
воды, так как разбавление продукта создает благоприятные условия для его
плесневения

Расход вспомогательных материалов, воды, тепло-
и электроэнергии

При производстве 1 т товарного экстракта, соответствующего требованиям
технических условий, расходуют:

Показатель	Норма

Сода каустическая 46%-ная иа выварку выпар- 2,0
ных аппаратов, кг

Вода, в основном иа конденсатор, всего,	м3	82,1

в том числе

свежая	4,5

возвратная	77,6

Электроэнергия, кВт • ч	90,0

Тепловая энергия, кДж	22500,0

Глава VII. ТЕХНОЛОГИЯ ПШЕНИЧНОГО, СОРГОВОГО
И РИСОВОГО КРАХМАЛА

1.	ТЕХНОЛОГИЯ ПШЕНИЧНОГО КРАХМАЛА

В настоящее время наиболее широкое распространение получили два
способа получения пшеничного крахмала: способ Мартэна («сладкий» способ)
и в США способ «взбитого теста».

Способ Мартэна. Как видно из схемы IX, сырье — пшеничную сортовую
муку, содержащую не менее 25% сырой клейковины, сначала просеивают,
затем в непрерывно действующей тестомесильной машине смешивают с водой
температурой 20±2° С в соотношении I : 0,6 или I : 0,7. Для более равномер-
ного распределения влаги получаемое густое тесто направляют в верхнюю
часть бункера. После оглежкн тестоподающим насосом направляют тесто из
нижней части бункера в машину для отмывания крахмала. Вместимость бун-
кера рассчитана на нахождение в нем теста в течение 30—40 мин.

Для отмывания крахмала от клейковины применяют периодически или
непрерывнодействующие аппараты. Наиболее простым является аппарат в виде
шестигранного нлн круглого ситового барабана на Уз погруженного в корыто
с водой температурой 20±2°С. Внутри круглого барабана по оси расположены
Просеивание муки

Вода |

Приготовление теста-

Отлежка теста
I Вода

Упаковка
клейковины

Сушка клейковины
4-
Измельчение
клейковины

Обработка

ЖИДКИХ

------сходов

Отмывание крахма-
ла из теста

Концентрирование__

крамильнсй
суспензии

I Вода

Промывание
крахмала

Механическое
обезвоживание

Сушка крахмала
II сорта

Измельчение
сухого крахмала

II сорта

I

Упаковка крахмала
II сорта

“и очистка крахмала

Сушка крахмала

Упаковка крахмала
I сорта

Схема IX. Схема производства крахмала и клейковины из пшеничной муки

планки для захвата теста Стенки барабана покрыты медным пробивным ситом
с отверстиями диаметром 2 мм. После вращения барабана в воде в течение
15—20 мин получившуюся в корыте крахмальную суспензию спускают в сбор-
ник, а корыто наполняют свежей водой для вторичного промывания клейко-
вины, остающейся на сите внутри барабапа. После второго промывания, также
продолжающегося 15—20 мин, основная часть крахмала оказывается отмытой.
Третье промывание производится как контрольцое, когда получается суспензия
небольшой концентрации. Обычно такую суспензию ие выпускают полностью
из корыта, а используют для первого промывания повой порции теста

Отмытая клейковина отбирается через люк в ситовом промывном бара-
бане и поступает иа транспортный механизм, подающий ее в сушильное
устройство, например вальцовую сушилку типа СДА-50. Температура клейко-
вины во время сушки не должна превышать 65° С. Более совершенным спо-
собом сушки является применение пневматической сушилки особой конструк-
ции (так называемого ультраротора). В такой сушилке сырая клейковина, про-
давленная через сито, смешивается с частью рециркулирующей высушенной
клейковины Затем смесь тонко измельчается в устройстве, обуреваемом
подогретым воздухом, подается вентилятором вверх и разделяется на аэро-
циклонах, а отработанный воздух очищается в матерчатых фильтрах. Высушен
иая таким образом «витальная» клейковина при смешивании с водой почт!
полностью восстанавливает свойства, какими она обладала до сушки
В ЧССР инж Малинский разработал и освоил иепрерывнодействующук
машину для отмывания клейковины от крахмала производительностью 15
муки в сутки. Машина состоит из трех расположенных друг над другоь
накаонеиных в разные стороны вращающихся цилиндрических барабанов
по которым непрерывно передвигаются сверху вниз и промываются kvcki
теста. Внутри двух верхних барабанов имеется специальное устройство длг
многократного переворачивания кусков теста, омываемых водой из ороси те
лей. В нижней части каждого барабана имеется сито для отцеживали»
крахмальной суспензии и выбрасывающее устройство для передачи kvckoi
теста в следующий барабан. В третьем, нижнем барабане имеются деревян-
ные зубчатые валки, которые окончательно разминают тесто во время послед
него промывания, когда в оросители подают чистую воду Во второт
барабан на орошение подается суспензия, отделенная на третьем барабане
а на верхний барабан — суспензия, отделенная от теста на втором барабане
Наиболее концентрированная суспензия, полученная иа первом (верхнем)
барабане поступает на дальнейшую переработку для получения крахмала
*1аким образом, в основу промывания положен принцип противотока

Обработка крахмальной суспензии производится следующим образом
Сначала мелкие кусочки клейковины отделяются на проволочной сетке № IOC
и возвращаются в производство, затем суспензию пропускают через ситс
с капроновой тканью № 67 для отделения мелкой мсоги Иа мелких пред-
приятиях эту операцию выполняют на одном сотрясательном сите, закрепляв
над ним (примерно на первой трети длины сита) рамку с ситом № 100 длг
отделения клейковины.

Очищенную суспензию дважды последовательно обрабатывают на осади-
тельных центрифугах (например, типа ZW-02). При поступлении на первук
центрифугу концентрация суспензии равна 5° СА, при поступлении на вто-
рую —15° СА. Суспензия со второй осадительной центрифуги поступает не
дальнейшую переработку для получения крахмала I сорта

Жидкие сходы с обеих осадительных центрифуг объединяют и направляют
иа центробежный сепаратор-концентратор для сгущеиня (типа QX-2I0)
а затем — на сепаратор-разделитель (типа ТХ-29). Концентрированную сус-
пензию механически обезвоживают и отправляют на получение крахмала
II сорта или реализуют для переработки на спиртовых заводах Для обра-
ботки жидких сходов * вместо сепараторов может быть использована Осади-
тельная центрифуга, но при этом уменьшается выход крахмала II сорта,
Суспензию крахмала I сорта обрабатывают на горизонтальной фильтрую-
щей центрифуге (марки ФГН-903-I) с обязательным переливом во время на-
полнения Суспензию, пошедшую на перелив, возвращают на осадительные
центрифуги, а крахмал направляют на сушку

Высушенный до содержания влаги 13% крахмал просеивают и упако-
вывают.

Крахмал II сорта также может быть высушен на вальцовой сушилке.
Ввиду повышенного (2—3%) содержания в нем белка он находит специальвое
применение

Выход крахмала I и II сорта до 70%, выход кяейковпны 15—20%, потеря
сухих всщсч-св J0—15% массы абсолютно сухой муки. Снижение потерь може
быть достигнуто при отстаивании сточных вол в ловушках и реализации осадка
на корм скоту

Способ «взбитого теста». Работники Исследовательской лаборатории север-
ных районов (США) предложили непрерывный метод получения пшеничногс
крахмала и клейковины путем приготовления перед отмывкой более жидкогс
эластичного теста. В зависимости от качества муки ее смешивают с водой
температурой 48—55® С в соотношении от 0,7:1 до 1,8:1 (мука из мягко?
пшеницы требует меньшего количества воды) Смешивание производят до
получения гладкою эластичного взбитого теста, которое направляют к «режу-
щему» насосу (типа дезинтегратора), куда дополнительно подают воду в таком
количестве, чтобы общее соотношение воды и теста было доведено до 3.1.
При интенслввом перемешивании крахмал хорошо отделяется от клейковины
которая измельчается с образованием мелких взвешенных хлопьев Хлопья
отделяют от крахмальной суспензии па сотрясательных ситах и дважды до-
полнительно промывают Отделенную клейковину высушивают, а крахмальную
суспензию обрабатывают по обычной схеме и также высушивают. Этот метод
предусматривает полную механизацию и непрерывность производства. Выходы
и потери по методу «взбитого теста» примерно те же, что и по способу
Мартана.

2.	ТЕХНОЛОГИЯ СОРГОВОГО КРАХМАЛА

С 19-19 г в США (г Корпус-Христп шт Техас) работает завод «Блюбоп-
нет», перерабатывающий в год 50 тыс. т зернового сорго в крахмалопродукты.
Технологическая схема производства (схема X) принципиально не отличается
от схемы переработки кукурузного зерна Процесс производства замкнутый
(потери сухих веществ не более 1,5—2,0% массы сухого аерпа) с применением
возвратных производственных вод В зависимости от сорта и качества зерна
выход продуктов из сорго составляет-

Продукт
Крахмал
Зародыш
Экстракт
Масло

Корм

% по СВ зерна
64—68
4,5—6,0
7 0—7,5
1,6—2,0
19,5-22,5

Продукты переработки сорго по своим физико-химическим свойствам мало
отличаются от продуктов переработки кукурузного зерна

3.	ТЕХНОЛОГИЯ РИСОВОГО КРАХМАЛА

Получение крахмала из риса затруднено жесткой структурой белковых
веществ, образующих с крахмальными зернами плотные ассоциаты. Поэтому
для разделения крахмала и белка необходима химическая обработка.

В СССР и европейских странах эффективно используется для получеиня

рисового крахмала метод щелочного замачиваиия с применением современного
пепрерывнодействуюшего промышленного оборудования В качестве сырья ис-
пользуется обрушенный рис (табл. 62).

Таблица 62. Хшиический состав обрушенного риса (в % по СВ)

Компонент

Крахмал

Белки (Nx6,25)

Пределы

В среднем

87,2—93,5

0,26—0,95

удаления примесей

Липиды

на ситах для

Обрушенный рис очищается

загружают 25—30 ц риса и заливают 0,3—0,5% -I



-ным раствором едкого натра.

покрывающим зерно примерно на 1 м. С помощью насоса осуществляется
циркуляция щелочного раствора в чан снизу вверх в течение 10 ч. Затем
жидкость удаляют из чана и направляют для отделения белковых веществ.
Операцию повторяют несколько раз до тех пор, пока зерно не стапет мягким
Для ускорения замачивания воду нагревают* в зависимости от качества зерна
до температуры 40—50° С

Размягченное зерно измельчают на зернодробилке вли дезинтеграторе
с одновременной подачей раствора едкого натра с таким расчетом, чтобы кон-

иентрация крахмальной

суспензии составляла около 41—42° Сд Суспензию
Очистка зерна сорго от примесей

Раствор H2SO3

Экстракт
4
Уваривание
1
Сушка

Корм (21%
азотистых
веществ)

Обрушивание зерна

—।	|	'---------—*	Оболочка в корма

I	i

Замачивание зерна

-I ! !--------------------1------------------

Дробление зерна_______[

Выделение зародыша

|	|	Зародыш

Отцеживание кашки

Отцеживание----.

Измельчение

Промывание----

Отцеживание кашки

.Сушка

Измельчение

Отцеживание и
промывание мезги

Экстракция и
рафинирование
масла

Обезвожи-
вание —

Рафинирование
крахмального молока

Рафинированное
масло

Глютен

Сушка
4
Глютеновая
мука (60%
азотистых
веществ)

Разделение крахмало-
белковой суспензии
и сгущение глютена

Промывание крахмала

Крахмал

Возврат воды

-в производство

Глютеновая
мука (41%
азотистых
веществ)

4
Сушка

Поджаривание

I
Декстрин

4
Осахаривание

I

Очистка и

уваривание

______I I

I 4
Патока Кристал-
лизация

4
Глюкоза

Схема X. Схема переработки сорго на крахмал и крахмалопродукты
подают в сборник с мешалкой и. добавляя разбавленный раствор едкого ндтра,
устанавливают pH 10. Затем суспензию направляют на ситовые аппараты
с капроновой сеткой для отделения надситового продукта, который направляют
на вторичное измельчение с целью уменьшения потерь крахмала. Вторичное
измельчение проводится при таком же режиме, как и первое. Затем вновь
следует обработка на ситах с промыванием надситового продукта. Для сниже-
ния расхода воды промывание осуществляют методом противотока. Надситовый
продукт, образующийся на последней стадии промывания, обезвоживают на
прессах до влажности 35—45%, подают иа сушилку и используют как корм.

Крахмальную суспензию с сит обрабатывают или на центрифугах со
сплошной стенкой, где отделяется переливом жидкий сход с легким белком,,
или на центрифугах типа ФГН, но с большим количеством перелива для отде-
ления крахмала с высоким содержанием белка, направляемого на повторную
обработку.

Крахмал выгружаю’1’ из центрифуги, промывают, обезвоживают на
вакуум-фильтре, высушивают иа пневматической сушилке, просеивают и упа-
ковывают. Воду после замачивания, обезвоживания и центрифугирования ней-
трализуют кислотой до изоэлектрической точки белка (pH 6,4), белок осаж-
дают и направляют иа центрифугирование или фильтрацию.

Высушенный белковый концентрат используют как корм.

Выход крахмала составляет 75—80% содержания его в зерне.

Глава VIII. ПРОИЗВОДСТВО СУХОГО И МОДИФИЦИРОВАННЫХ
КРАХМАЛОВ И ИСКУССТВЕННОГО САГО

1. ПРОИЗВОДСТВО СУХОГО КРАХМАЛА

Принципиальная схема производства сухого крахмала

Принципиальная схема производства сухого крахмала склады-
вается из следующих операций: подготовка (промывание) сырого
крахмала; механическое обезвоживание (центрифугирование),
высушивание в сушилках; обработка сухого продукта (дробление
и просеивание); упаковка и маркирование готовой продукции.

Подготовка сырого крахмала

Сырой крахмал, получаемый после переработки картофеля и
зерна, неустойчив в хранении. В связи с повышенной влажностью’
(около 50%) такой крахмал представляет собой хорошую среду
для развития различных микробиологических процессов, о чем
указывалось раньше. Особенно быстро сырой крахмал портится
при повышенной температуре. При производстве крахмала из
кукурузы сырой крахмал, как правило, не хранят, а по мере вы-
работки перерабатывают до получения готовой продукции.

Качество вырабатываемого сырого картофельного крахмала не
соответствует более высоким требованиям к качеству сухого'
крахмала. Поэтому приходится прибегать к операциям дополни-
тельной очистки, чтобы максимально удалить из сырого крахмала
присутствующие сверх допустимых норм примеси: механические
загрязнения (крапины), мезгу, золу — и понизить кислотность
крахмала. Необходимость такой очистки очевидна, если сопоста-
вить требования к качеству сырого крахмала и качеству готовой
продукции — сухого картофельного крахмала. По требованиям
ОСТ 18-158—74 сырой картофельный крахмал I сорта может
иметь золы на сухое вещество не более 0,35%, мезги не более
•0,15% и кислотность до 25 мл 0,1 н. раствора едкого натра на
100 г сухого вещества. Сухой же картофельный крахмал высшего
сорта по ГОСТ 7699—78 должен иметь золы не более 0,35% на
•сухое вещество, кислотность не более 18 мл 0,1 н. раствора едкого
натра и крапин не более 3 на 1 см2 поверхности.

Дополнительная обработка сырого картофельного крахмала
перед высушиванием заключается в промывании. С этой целью
его разводят до получения крахмального молока концентрацией
•около 20° СА и перекачивают на сотрясательные сита с натянутой
на них медной саржевой сеткой № 50. Здесь удаляются крупные
примеси (обрывки мешков, веревок, щепки, металлические пред-
меты и др.), которые могут попасть в крахмал при транспортиро-
вании. Для отделения остатков мезги крахмал рафинируют на
ситах (обычно сотрясательных) с натянутой на них капроновой
сеткой № 55.

Рафинированное крахмальное молоко пропускают через гидро-
циклоны-пескоуловители и промывают в размывных чанах или на
гидроциклоиной установке. Очищенный крахмал разводят до полу-
чения крахмального молока концентрацией не менее 36—38° Сд
и перекачивают в цех готовой продукции. Мелкую мезгу сбрасы-
вают в сборник мезги, а промывные воды отводят в ловушки.
Ловушечный крахмал направляют в картофелекрахмальный цех
или подвергают дополнительной очистке для извлечения крахмала.

Механическое обезвоживание

Часть влаги, содержащейся в сыром крахмале, отделяется от
крахмальных зерен довольно легко фильтрацией или центрифуги-
рованием. Это влага поверхностная, легко удаляемая. Другая
часть влаги сорбирована, связана с крахмалом более прочно и ие
может быть удалена механически. Извлечь ее удается при дейст-
вии сушильного агента, превращающего воду в пар, который и
удаляется вместе с отработавшими газами. Последний процесс
(сушка) более дорогой. Затраты на сушку примерно в три раза
больше, чел? на извлечение влаги механическим способом. Поэтому
перед сушкой стараются максимально извлечь воду из крахмала
при помощи центрифуг или вакуум-фильтров. Влажность центри-
фугированного картофельного крахмала составляет обычно
-38—40%, кукурузного — до 35%. При обезвоживании кукурузного
крахмала на вакуум-фильтрах его влажность доводится
до 46—47%.

Для механического обезвоживания крахмала применяют как
периодически действующие, так и автоматические центрифуги
лолунепрерывного действия.
Центрифуга периодического действия (рис. 92) состоит из на-
ружного стационарного, сплошного механического кожуха /„
внутри которого на вертикальном валу укреплен вращающийся
-стальной барабан 5 со сплошным дном и кольцевым бортом
в верхнем основании. Стейка барабана перфорированная, а сам
барабан наглухо соединен с вертикально расположенным валом,,
приводимым во вращение посредством насаженного на его ниж-

Рис. 92. Центрифуга с вертикальным валом и разгружающим ножом.

нем конце шкива 6 через ременную передачу с контрпривода..
Внутренний диаметр цилиндра 950 мм, высота 310 мм, частота;
вращения 1100 об/мин. Вместимость цилиндра 140 л. Цикл ра-
боты 15 мин. Мощность электродвигателя 4,5 кВт.

Внутренняя поверхность барабана выложена крупной метал-
лической сеткой, поверх которой уложена фильтровальная ткань,
обычно серое шинельное сукно (ГОСТ 6611—72), укрепленная
в барабане двумя стальными пружинящими кольцами. Пуск н
остановка машины осуществляются при помощи отводки ремня
с рабочего на холостой шкив контр-привода. Это управление вы-
ведено на рабочее место рабочего-фуговщика, где находится
также рычаг ленточного тормоза 2 для ускорения остановки бара-
бана. Производительность одной центрифуги обеспечивает выпуск
5,0—5,5 т сухого крахмала товарной влажности в сутки.

Крахмальное молоко постоянной концентрацией 38° Сд зали-
вается сверху в медленно вращающийся барабан. Вначале ОНО'
равномерно распределяется по его внутренней поверхности ров-
ным слоем, затем частоту вращения увеличивают до нормы,
и крахмальные зерна как наиболее тяжелая фракция осаждаются
плотным слоем ближе к внутренней поверхности барабана, а лег-
кие примеси (грязь, мезга) выделяются тонким слоем на поверх-
поста чистого крахмала. Вода же иод действием центробежно»
силы проходит через слой крахмала, ткань и сетку и через отвер
стия в стенках барабана направляется в кожух, а затем чере;
патрубок—в сборник.

Периодически действующая вертикальная центрифуга дае1
возможность еще раз произвести очистку крахмала от посторон-
них примесей, так как после удаления воды и остановки центри.
фуги осторожно, но тщательно очищают тонкий более темны?
слой грязи с крахмала, являющийся источником крапин. Тольке
после этого производят выгрузку очищенного центрифугированной:
крахмала снежно-белого цвета. Количество счисток составляет
около 3% массы сухого продукта. Их возвращают в производстве
для вторичной обработки и выпускают в виде продукта понижен-
ного сорта. Фильтрат содержит 0,6—0,7% крахмала к массе
сухого продукта и возвращается в общую цепь завода сырогс
крахмала

Рекомендуется не реже одного раза в сутки менять фильтро-
вальную ткань, которая загрязняется, а иногда и прорывается

Питание центрифуги производится от напорного сборника,
который одновременно является резервным, если насос перестает
подавать крахмальное молоко.

Основной недостаток центрифуг с вертикальным валом — не-
производительный расход электроэнергии на разгон барабана
после выгрузки. Что же касается еще одного главного недо-
статка— трудоемкости, то его можно устранить при помощи раз-
грузочного ножа. Заливка крахмального молока, ручной съем
грязевого слоя и выгрузка центрифугированного крахмала в та-
ких машинах заменены механическими операциями, для чего
сверху на кожухе установлен специальный нож, позволяющий
производить эти работы без остановки машины, хотя и при не-
сколько сниженной частоте вращения. Такой нож 4 (см. рис. 92),
имеющий вначале ширину, равную высоте барабана, затем плавно
переходит в винтообразный желоб, а при выходе из барабана —
в горизонтальный лоток, подводящий продукт к шнеку 9. Наверху
кожуха установлен винтовой механизм 3, при помощи которого
съемочный нож на большой скорости барабана подводится к по-
верхности крахмала в барабане и срезает его тонким слоем.
Вследствие значительной скорости крахмал силой инерции
выбрасывается по желобу наружу и поступает в шнек 9. Верхний
слой (счистки) в начале разгрузки, не доходя до шнека, сбрасы-
вается в люк 8 через клапан 7. Продвижение ножа механизмом 3
продолжается до тех пор, пока он не дойдет на несколько милли-
метров до ткани, оставив неснятым тонкий слой центрифугиро-
ванного крахмала, не представляющий препятствия для фильтро-
вания следующей порции крахмального молока Заливка молока
также производится на ходу, при помощи спускающегося в бара-
бан вертикального патрубка, закрытого с торца, но имеющего по
всей длине, равной высоте центрифуги, продольную щель, дающую
возможность равномерной и без разбрызгивания загрузки бара-
бана. Все операции регулируются автоматическим устройством,
управляемым при помощи реле времени.

Центрифуги с вертикальным валом малопроизводительны,
и поэтому на крупных заводах устанавливаются мощные цент-
рифуги типа ФГН с горизонтально расположен-
ным валом (см. рис. 93). Загрузка и выгрузка продукта про-
изводятся автоматически и с помощью специального устройства
настраиваются на любой цикл работы.

Рис. 93. Схема центрифуги типа ФГН.

В корпусе 4 вращается на горизонтальном валу 7 перфориро-
ванный барабан 5. Вал 7 закреплен в подшипниках 6, установлен-
ных на корпусе 8, и через клиноременную передачу вращается
от электродвигателя 9. Внутри барабана укладывается дренаж-
ная сетка 10 и размещается фильтрующая перегородка 11 (сетка
двойного плетения из нержавеющей стали или плотная фильтро-
вальная ткань). Продукт поступает через питающую трубу 2 из
сборника-мериика, расположенного иад центрифугой, до полного
заполнения всего барабана, появления перелива из барабана и
продолжения работы с переливом в течение около одной минуты.
При этом во время вращения барабана при заполнении его более
легкие примеси (остатки мезги, скоагулированного белка и др.)
удаляются с переливом и основная масса крахмала становится
чище. Осадок крахмала после удаления жидкости через филь-
трующую перегородку удаляется ножом, который перемещается
внутри барабана с помощью гидравлического привода 3. Срезан-
ный крахмал по наклонной плоскости сползает и выводится через
разгрузочный люк /.
В центрифугах используются нержавеющие фильтровальные
сетки № 56—120. Концентрация поступающей на обезвоживание
суспензии должна быть не менее 40° Сд. Регенерация (промыва
ние) сеток производится один раз в смену или при хорошей
работе один раз в сутки. Максимальная производительное™
центрифуг может быть достигнута при добавлении в поступающук

Рис. 94. Центрифуга марки ФГН-1254К-7.

на центрифугирование суспензию сернистой кислоты и обеспечении
температуры суспензии 38—40° С, строгом соблюдении режима
работы и поддержании чистоты фильтрующих сеток.

На рис. 94 изображен разрез центрифуги марки ФГН-1254К-7.
Ротор / центрифуги крепится на валу 9, приводимом во враще-
ние от клиноременной передачи 7 и электродвигателя 8. Опорами
вала являются шарикоподшипник 6 и его корпус 5. Крахмальное
молоко заливается внутрь ротора из мерника через питательную
трубу с щелевидным отверстием. Отцентрифугированная вода
сквозь сетку и перфорированные стенки ротора выходит в отвер-
стие в низу станины.

Обезвоженный крахмал очищается ножом 4 с гидроприводом 3
и попадает в вибрирующий наклонный желоб 2.

В табл. 63 приведены основные данные о центрифугах
типа ФГН.

Управление работой центрифуг автоматизировано при помощи
электрогидравлического герметизированного программного авто-
мата АЦГ-17, устанавливаемого вблизи центрифуги или на ее
корпусе.
Таблица 63. Техническая характеристика центрифуг типа ФГН

Показатель	ФГН-903К-1	ФГН-1254К •>	ФГН-1801К-1
Размеры ротора, мм диаметр длина  Рабочий объем, л	900	1250	1800  450	600	700  125	315	850  1500	1000	720  72»	445	520  ИЗО	710	360  18,0	19,5	24,0  20,0	22,9	27,0  32	40	55  3050	4650	4400  2130	3070	3550  2200	3390	4570		
Фактор разделения*  Производительность по сухому крахмалу товарной влажности, tjcyt  кукурузному  картофельному  Мощность электродвигателя, кВт  Габаритные размеры, мм  длина  ширина  высота			

Изменение фактора разделения производится сменой шкивов

Разработана примерная программа для центрифуг при обез-
воживании крахмальной суспензии концентрацией 40° Сд
(см. табл. 64)

Таблица 64. Примерная программа обезвоновавая крахмальной суспензии
концентрацией 40° Сд для центрифуг типа ФГН (в мин)

Операция	| ФГН-803К-1	|фГН 1 254К-'	|фГН-1801К 1
Наполнение барабана	0,5	1,0	1,5
Работа с переливом	0,5	1,о	1,0
Обезвоживание	2,0	2,0	3,0
Выгрузка	1,0	1.5	2,5
Итого	4,0	5,5	8.0

Обезвоженный на центрифугах кукурузный крахмал содержит
34—36% влаги, картофельный — 37—39%. На заводах в ЧССР,
а в последнее время и на ряде заводов для обезвоживания крах-
мала перед высушиванием применяются облегченные вакуум-
фильтры ПНР ZOK-2 и SOE-1/7.

При площади фильтрации 8—9 м2 такой фильтр может обес-
печить завод, выпускающий до 30 т сухого крахмала. При обез-
воживании картофельного крахмала вакуум-фильтр обеспечивает
до 300 кг сухих веществ крахмала с 1 м2 в час. Вакуум-фильтр
выгодно отличается от центрифуг непрерывностью работы, просто-
264
той устройства и обслуживания, по на нем получается крахмал
более влажный, чем на центрифугах (картофельный 50, кукуруз-
ный 46—47%).

Для подачи центрифугированного крахмала в сушилки приме-
няют обычно шнеки (для горизонтального перемещения) и ков-
шовые элеваторы (для подачи вверх).

Сушка крахмала

Основные принципы сушки крахмала. Влага, оставшаяся в
крахмале после механического обезвоживания, должна быть уда-
лена сушкой, т. е. после превращения в парообразное состояние.

Стандартный сухой картофельный крахмал должен содержать
влаги 20%, кукурузный — 13%.

Количество влаги (в кг), подлежащей удалению из 100 кг
поступающего на высушивание крахмала, может быть подсчитано
по формуле

ш = 100 р _ (100 — Ю1)/(100 — WS)J,

где Wi—влажность поступающего на сушку крахмала, %;	— влажность

крахмала после высушивания, %.

Пример, Необходимо высушить 200 кг сырого кукурузного крахмала влаж-
ностью 47% до стандлртной алажности 13% Количество удаляемой алаги
будет равно

ш=2-100[]—(100—47)/(100—13)]=78,1 кг.

Так как физико-химические свойства крахмала легко меняются
под действием температуры, условия сушки его должны быть
очень мягкими, т. е. температуру и продолжительность нагрева
необходимо применять минимальные. Обычно крахмал сушат,
подвергая его действию подогретого воздуха как сушильного
агента, увлекающего с собой образовавшийся водяной пар.

Чем выше температура нагрева зерен крахмала, тем больше
меняются свойства крахмала: при температуре 60—70° С сырой
крахмал может начать клейстеризоваться, а при 80° С и более
теряет «люстр» (блеск зерен у высокосортного крахмала). Даже
при более низких температурах нагрева (выше 45—50° С) может
уменьшиться вязкость крахмального клейстера. Поэтому стре-
мятся уменьшить температуру и продолжительность нагрева крах-
мала при сушке, для чего энергично перемешивают высушиваемый
продукт с теплоносителем — подогретым воздухом.

Сушильная установка для крахмала состоит из четырех основ-
ных элементов:

калорифера, в котором очищенный через фильтр воздух подо-
гревается до заданной температуры (обычно паром соответствую-
щего давления);

сушильной камеры, где происходит смешивание подогретого
воздуха с влажным крахмалом, подогрев крахмала, выделение и
удаление образующегося пара;
I вентиляторной установки для подачи и удаления воздуха
в системе высушивания,

разделительного устройства для осаждения крахмала и улав-
ливания крахмальной пыли из отработанного, выходящего из
сушилки воздуха.

Ниже приводится описание некоторых конструкций сушилок
для крахмала.

Рис. 95. Барабанная сушилка сипемы Грачева

Барабанная сушилка системы Грачева, Сушилка непрерывно
действующая, противоточная, с принудительным потоком тепло-
носителя, которым служит воздух, подогретый в калорифере паром
или газом. В пожарном отношении безопасна, так как выпол
няется из металла. Она представляет собой барабан с внутрен
ними размерами: диаметром 1,5 м, длиной 5 м или диаметром
2,3 м, длиной 6,1 м

Шнеком 7 (рис 95) центрифугированный крахмал влажностью
36—38% через воронку подается в сушильный барабан 3, вращаю
шийся на роликах с частотой 4 об/мин. Внутри барабана имеются
выгнутые лопатки, подхватывающие продукт. Поднимая продукт
вверх и сбрасывая обратно, они постепенно продвигают его вдоль
барабана. При этом образуется сплошная падающая завеса, что
создает благоприятные условия для максимального контакта
крахмала с горячим воздухом, способствует хорошей отдаче тепла
высушиваемому материалу.

Навстречу движению продукта вентилятором 1 через горло-
вину 2 внутрь барабана нагнетается подогретый в калорифере
до 77° С воздух с относительной влажностью 70%. Пройдя сквозь
барабан, охлажденный до температуры 30° С и насыщенный вла
гой до 72% воздух через горловину 4 выхолит в камеру 6 п по-
падает в рукавный фильтр 5. Воздух проходит сквозь поры филь-
тровальной ткани, а захваченное им небольшое количество
крахмальной пыли оседает на стенках фильтра. Основная же
масса сухого крахмала, движущаяся навстречу воздуху, падает
в конце барабана в шнек и передается в отделение рассева крах-
мала. Периодически, при засорении фильтра 5 (что обнаружив
вается по увеличению сопротивления движения воздуха), за-

Рис. 96. Сушилка системы ВАВАС.

двнжка на вентиляторе закрывается на несколько секунд, давле-
ние в системе падает, фильтры сжимаются и крахмал с их поверх-
ности падает в камеру 6, а затем находящимся под камерой
шнеком присоединяется к основной массе продукта.

Производительность сушилки от 250 до 650 кг сухого карто-
фельного крахмала в час. Мощность электродвигателя малой
сушилки 8 кВт, большой 16 кВт.

Температура крахмала на входе в сушилку около 10, на вы-
ходе 28—30° С. Удельный расход пара на 1 кг испаряющейся воды
равен 2,2 кг, а на 1 кг сухого крахмала влажностью 20% —
0,66 кг. Коэффициент полезного действия сушилки 52%. Сушилка
обеспечивает высокое качество крахмала.

Аэрофоитанная сушилка ВАВАС (многоступенчатая аэрових-
ревая нижнего потока). Эта сушилка работает по схеме, пред-
ставленной на рис. 96.

Из осушающих центрифуг 1 центрифугированный крахмал
шнеком 2 подается в основную трубу 10, имеющую в верхней
части увеличенный диаметр. Над трубой установлен колпак 9.
Все это заключено в корпус 8. Вентилятор 4 через калорифер 3
подает горячий воздух температурой 65° С в трубу 10 под шне-
ком 2. Смесь воздуха и крахмвла температурой 40° С поднимается
по трубе 10, ударяется в дно колпака 9 и по промежутку между
колпаком и трубой опускается вниз в конусную часть корпуса 8.
Второй вентилятор 5 через калорифер 6 и бункер для крупки 7
подает в кожух горячий воздух температурой 80° С. Досушиваясь
в потоке воздуха до необходимой влажности, крахмал увлекается
в батарейный циклон 13, где отделяется от воздуха. Последний
направляется в скруббер 16, где крахмальная пыль улавливается
водой, и в виде крахмального молока возвращается в завод
сырого крахмала. Осевший в циклоне 13 сухой крахмал падает
в бункер 14 и через задвижку 12 и шлюзовой затвор 11 поступает
на сеяльный бурат 15.

Производительность сушилки зависит от температуры воздуха,
подаваемого в сушилку вентилятором 4 (табл. 65).

Таблица 65. Завиовюсть производительности сушилки от температуры
подаваемого воздуха

Производитель- ность. т/сут	Температура. 'С		Производи- тельность, т/сут	Температура. "С	
	водаваемого воздуха	крахмале- воздушной		подаваемого воздуха	

8,5	60	44

11,0	70	48

13.5	80	52

16,0	90

18,5	100

55

Данная сушилка гарантирует получение крахмала высокого
качества с образованием минимального количества крупки, так
как даже при температуре сушильного агента 100° С смесь имеет
температуру всего 58° С.

Опытными данными установлено, что частота вращения венти-
лятора 4 должна быть на 15—18% больше частоты вращения вен-
тилятора 5. Калориферы 3 и 6 имеют поверхность нагрева по
75 м2 каждый Расход пара 4,18 кг на 1 кг выпаренной воды
(1,2 кг на 1 кг сухого крахмала) Размешается сушилка в поме-
щении площадью 8X4,5 м.

За последнее время в крахмальной промышленности получили
широкое распространение пневматические сушилки
(«мгновенного действия»), в которых обеспечивается хороший кон-
такт высушиваемого продукта с подогретым воздухом, являю-
щимся теплоносителем и одновременно влагопоглотителем.
Процесс сушки протекает очень быстро, и поэтому свойства крах-
мала заметно не изменяются. К таким же сушилкам относится
и аэрофонтанпая ВАВАС (см. выше).

На рис. 97 представлена схема сушилки марки ПС-15. Сырой
крахмал, обезвоженный на центрифугах или вакуум-фильтрах.
через смеситель-питатель 4 поступает в рыхлитель 3. Здесь он
смешивается с горячим воздухом, очищенным в масляном фильтре
J и подогретом в калорифере 2. Как показали испытания, основ-
ная удаляемая влага испаряется уже в рыхлителе. Далее за счет
вакуума, создаваемого в системе вентилятором /0, крахмало-воз-
душная смесь поднимается вверх по трубе 5, где основная масса
крахмала досушивается до нужного содержания влаги. В верхней

Рис. 97. Схема пневматической сушильной установки марки ПС-15.

части трубы расположен противовзрывной клапан 7. Недосушен-
ные комочки, как более тяжелые, падают вниз быстрее и через
карман 6 и шлюзовые затворы 15 возвращаются в питатель 4.
Смесь сухого крахмала с воздухом подается в аэроциклоны 8,
где крахмал осаждается, а воздух с крахмальной пылью венти-
лятором 10 подается в мокрый скруббер И, где очищается от
пыли и удаляется из сушилки. Сухой крахмал из циклонов 8 через
шлюзовые затворы 15 поступает в сборный шнек 9, который
подает его в бурат 14 для охлаждения, после чего крахмал
направляется на рассев и упаковку. Вода, непрерывно подаваемая
насосом 12 на скруббер 11, собирается в сборник 13. Когда суспен-
зия увеличит концентрацию до 14—15°Сд ее откачивают обратно
в производство, а сборник 13 заполняют свежей водой.

На рис. 98 дана схема более мощной пневматической сушиль-
ной установки марки ПСК-100 (производительностью 100 т/сут
сухого крахмала). Сырой крахмал через питательное устройство 3
с автоматическим регулированием количества подаваемого крах-
мала в сушилку, поступает в ротор-рыхлитель 11, где крахмал
распыляется, смешиваясь с горячим воздухом, и поток смеси под-
нимается по сушильной трубе 10 в сепаратор 4 для отделения
недосушенных комочков и крупки. Далее крахмал поступает
в батарею аэроциклонов 5, где разделяются крахмал и отработан-
ный воздух, содержащий около 1 % крахмальной пыли. Сухой
крахмал через шлюзовой затвор 9 выводится из сушилки, а отра-
ботанный воздух вентилятором 6 направляется в мокрый скруб-
бер 7, где обеспыливается и выпускается в атмосферу Здесь также
через скруббер 7 насосом 8 прокачивается вода, которая после
увеличения концентрации крахмала выкачивается в производство,
и сборник вновь заполняется свежей водой.

Рис. 98. Схема работы пневматичесокй сушилки марки ПСК-100.

В сушилке марки ПСК-100 сепаратор 4 имеет особую конструк-
цию. Для отделения недосушенного. крахмала и крупки внутри
сепаратора установлены направляющие лопасти, придающие смеси
вращательное движение. Более тяжелые частицы под действием
центробежной силы отбрасываются от центра к периферии и,
опускаясь по зазору между стенкой центральной трубы и корпу-
сом сепаратора, попадают в его нижнюю часть, откуда через
шлюзовой затвор 9 возвращаются в питательное устройство 3,
смешиваясь с сырым крахмалом.

Воздух очищается на фильтре 1, нагревается в калорифере 2,
а затем за счет вакуума, создаваемого вентилятором 6, засасы-
вается в ротор-рыхлитель 11.

Все без исключения пневматические сушилки должны быть
снабжены устанавливаемыми наверху противовзрывнымн кла-
панами.

Основные данные о выпускаемых в СССР пневматических
сушилках приводятся в табл. 66.
Таблица 66, Техническая характеристика пневматических сушилок

Показатель	ПС-15	ППС-25М	ПСК-1 оо	ВАВАС
Производительность, т/сут по картофельному	15	32	100—120	12
крахмалу влажностью 20% по кукурузному			25	100		
крахмалу влажностью 13% Производительность по испарившейся вла-	325	520			300
ге, кг/ч  Давление пара в калорифере, МПа	0,6—0,8	0,6—0,8	0,6—0,8	0,5
Температура воздуха, поступающего в рых-	140	145	145—150	140
литель, сС  Расход воздуха, м8/ч	10000	18 000	40000	12000
Расход пара на I кг сухого крахмала, кг	0,7—1,3	0,7—1,3	0,7—1,0	0,7—1,3
Мощность электродвигателя, кВт	28,6	49	117	32,5
Габаритные размеры, мм длина	5848	8000	17 000	6100
ширина	3700	5320	11 500	4250
высота	9000	8970	17 000	9500

Наиболее высокие показатели все сушилки дают при равно-
мерной подаче хорошо обезвоженного крахмала, постоянства тем-
пературы, относительной влажности и количества подаваемого
воздуха и стабильности всех других показателей.

Отделка сухого крахмала

Выходящий из сушилки сухой крахмал имеет довольно высо-
кую температуру (до 55—60°С), при которой затруднено его про-
сеивание для выделения легко разрушаемых комочков крахмала
н очень прочных зерен оклейстеризованного крахмала (крупки).
Операции по охлаждению и просеиванию крахмала, связанные
с этим побочные операции, а также взвешивание и упаковка про-
дукта производятся в помещении, изолированном от сушильной
установки.

На небольших картофелекрахмальных заводах обработка сво-
дится к однократному просеиванию крахмала на призматическом
бурате (см. рис. 100) с металлической сеткой № 23—25 для выде-
ления случайных примесей (шпагат, мочало, мелкая щепа и т. п.)
н одновременного охлаждения его. Иногда добавляется дополни-
тельное просеивание на центробежном бурате с шелковым
ситом № 38—55 (см. рис. 101).

На крупных заводах практикуется более сложная схема, пред-
ставленная на рис. 99, сущность ее заключается в следующем.
Сухой крахмал нз сушилки 1 элеватором 2 подается в специаль-
ный бур ат-ox ладите ль 5. Охлажденный крахмал собирается
в бункер-смеситель 4, имеющий элеватор 5, назначение которого
дополнительно охлаждать и выравнивать качество крахмала или
подавать его на центробежный бурат 7. После центробежного
бурата, на котором измельчается основная масса слипшихся комоч-
ков крахмала, крахмал еще раз просеивается через призматиче-
ский бурат 5. Сходы с буратов 8 и 7 (крупка) направляются через

Рис S9 Схема двухпродуитовой си
стемы отделки крахмала с аспира-
цией аппаратуры

бункер 9 в мельницу 12, а крах-
мал с бурата 8 сходит в шнек 14
и далее поступает на упаковку.
В мельнице 12 часть крупки из-
мельчается и вся масса про-
пускается через бурат 13. Сход
с бурата 13 вновь направляется
на мельницу или же ^выводится
в мешки, а просеянный крахмал
идет в шнек 14 как II сорт. Из
всей аппаратуры отделения вы-
деляется значительное количест-
во крахмальной пыли, которая
взрывоопасна. Вследствие этого
все агрегаты объединены возду-
ховодами в одну систему, отводя-
щую крахмальную пыль (через
шнек 6 в рукавный фильтр 11}
с помощью вентилятора 10. Пыль
из фильтра возвращается в бун-
кер 4. Лучший вариант — это
установка вместо фильтра 11
мокрого скруббера, в котором
пыль улавливается водой, затем

в виде крахмального молока воз-
вращается в цех сырого крах-
мала.

Этой схеме обработки сухого
крахмала соответствуют описы-
ваемые ниже типы оборудования.

Для просеивания крахмала
принимаются призматические и
центробежные бураты. Приз-
матический бурат (см.
рис. 100) представляет собой ба-
рабан 1, состоящий из каркаса и
прямоугольных деревянных ра-
мок, обтянутых сеткой. Крахмал
проходит сквозь сито и соби-
рается в шнеке 2, из которого
фасуется в мешки. Эти бураты

Рис. 100 Призматический бурат. используются также и для охлаж:-
дения крахмала, причем в таком
случае рамка обтянута саржевой сеткой № 60 или металлическим
ситом № 23—25, тогда как для просеивания ставят капроновую
сетку № 38—55. Барабан установлен с небольшим уклоном к схо-
ду продукта. Часовая производительность бурата при просеивании
65 кг крахмала с 1 м2. Основные данные о призматических бура-
тах приводятся в табл. 67.

Таблица 67. Техническая характеристика призматических буратов

ПронзЕодительиость, т/сут	|	!-5	ь.о		Ч	114 8	20,0
Длина барабана, мм	1060	1645	2445	2972	3912	4850	5790  Диане гр, мм	530	710	710	790	890	8У0	890  Частот вращения барабана,	25	25	25	25	25	25	25  об/мин  Потребляемая мощность, кВт	0 И 0,11 0,20 0,20 0,37 0,37 0,55  Масса, кг	300 330 ЗЭ5 490 560 620 650-.						

Рис. 101. Центробежный бурат.

Более производительной машиной является (см рис. 101)
центробежный бурат. Он дает до 120 кг сухого крахмала
на 1 м2 сита в час. Поверхность для ситования в бурате представ-
ляет собой вращающийся цилиндр 1, составленный из отдельных
рамок 3, обтянутых капроновой сеткой № 52—55 Внутри ситового
цилиндра с большой скоростью вращаются укрепленные на валу
била 2 с насаженными па них продольными металлическими
планками, называемыми бичами. Крахмал, непрерывно подавае-
мый в цилиндр, подвергается многочисленным ударам вращаю-
щихся бичей, измельчается и просеивается через ситовую поверх-
ность. Крахмал собирается в шнеке 4, расположенном в корпусе
бурата под ситом, а крупка выходит в торцевой части цилиндра 1.
Основные данные центробежных буратов марки ЗЦ-1Б приве-
дены ниже.

Производительность	на	I	м"	цилиндра,	нг/ч	120

Площадь ситовой поверхности	цилиндра,	м2	5,73

Частота вращения барабанов, об/мин

ситового	175

бичевого	260
Размеры ситового барабана, мм

диаметр	820

длина	2500

Мощность электродвигателя. кВт	3,0

Габаритные размеры, мм

длина	3365

ширина	1150

высота	1595

Масса, кг	1350

На некоторых заводах вместо буратов устанавливаются
плоские рассевы. Преимущество их в более высокой про-

Рис. 102. Плоский рассев марки ЗРШ-4М.

изводительности, снижении степени запыленности и в дополни-
тельной очистке крахмала от мелких примесей, в частности от
крапин, что повышает качество крахмала. Работа рассева заклю-
чается в следующем (рис. 102). Крахмал поступает в приемное
устройство 4 и по рукавам 1 направляется на ситовую поверх-
ность двух кузовов рассева. Кузова 5 состоят из 12 рамок с на-
тянутой на них сеткой. Они укреплены на опорной раме 6, подве-
шенной к потолку с помощью подвесного устройства на гибких
стержнях 3. Оба кузова получают кругообразное движение от
привода 2 через эксцентриковый самобалансирующийся меха-
низм 8. Крахмал и крупка, разделенные на рассевах, по вывод-
ным рукавам 7 сбрасываются в отдельные течки и направляются
в бункера.
Основные технические данные о рассевах марки ЗРШ-4М при-
водятся ниже:

Производительность сита, кг/ч через 1 м2	67—75'

Ситовая поверхность двух кузовов, м2	28,8

Общая производительность, кг/ч	1930—2160

Мощность электродвигателя, кВт	2,8

Щеточная мельница, применяемая для измельчения крупки,
представляет собой полуцилиндрическое корыто, поверхность
которого — металлическое прочное сито, заключенное в корпус.
Над ситом с частотой 200 об/мин на валу вращаются четыре про-
дольные жесткие щетки, касающиеся полуцилиндрической поверх-
ности сита. Крупка дробится этими щетками и протирается сквозь
сито, попадая в сборную емкость, откуда подается для рассева
на бурат. Не поддающаяся размолу крупка идет сходом с проти-
воположного конца корыта и собирается отдельно. Диаметр
корыта мельницы 350 мм, длина 680 мм, ситовая поверх-
ность 0,35 м2. Потребная мощность около 0,3 кВт.

Транспортирование крахмала

При значительном удалении склада крахмала от производственного корпуса
(это характерно для заводов большой производительности) для передачи крах-
мала на склад рациональнее пользоваться а эр он a coco м (рис. 103). Он со-

Рис. 103- Аэронасос для крахмала.

стоит из питательной воронки 2, шнека 1 с переменным шагом, форсунки сме-
сительной камеры 3, ресивера 4, сборника сжатого воздуха 6, маслоотделите-
ля 5 н трубопровода 7. Крахмал через воронку 2 поступает в шнек /, затем в
форсунку 3, нз которой компрессором при давлении 0,23 МПа с большой ско-
ростью подается воздух, транспортирующий крахмал по трубе 7 в силосы
склада В них вследствие резкого падения скорости крахмал оседает, воздух
пропускается через циклон, очищается от крахмальной пыли и уходит в атмо-
сферу, а крахмальная пыль падает в силосы.
Ниже приводится техническая характеристика аэронасоса:

Производительность по сухому крахмалу, т/сут	65—80

Давление сжатого воздуха в трубопроводе, МПа	0.13—0,14

Расход воздуха, м3/ч	200

Расход электроэнергии на транспортирование 1 т крахма-
ла, кВт-ч	5,5—6,0

Мощность электродвигателей, кВт
аэронасоса	11

компрессора	12

Диаметр нагнетательного	трубопровода, мм	75

Максимальная высота подачи,	м	18

Хранение, упаковка, взвешивание и маркирование крахмала

Крахмал хранят или в мешках, сложенных в штабеля, или в силосах. При
хранении в мешках упаковку, взвешивание и маркирование производят еже-
дневно непосредственно в здании завода сухого крахмала, в отдельном помеще-
нии. При хранении в силосах все эти операции осуществляют в помещении скла-
да накануне или в день отгрузки крахмала.

Упаковывают крахмал в новые льняные или джутовые мешки по 25, 50,
60 кг. Мешки зашивают шпага-том так, чтобы сверху образовались два ушка,
необходимые при перекладывании и переноске мешка. Для сокращения потерь
•от распыления при хранении и перевозках такие мешки сверху проклеивают
крахмальным клейстером и просушивают. Упаковка производится также в бу-
мажные крафт-мешки с последующим затариванием их в мешки из редкой
ткани. Предусматривается возможность мелкой (от 100 до 1000 г) фасовки в
•бумажную тару иа специальных автоматах. Пачки затем упаковывают в ящики
по 30 кг в каждый.

На мелких заводах упаковку в мешки производят вручную. На крупных за-
водах имеются специальные выбойные аппараты с одновременным взвешива-
нием с точностью до ±0,1%. Каждый мешок, ящик или пачку снабжают мар-
кировочной этикеткой.

Мешки с крахмалом выкладывают в штабеля на решетчатых стеллажах или
подтарниках, на расстоянии 150 мм от пола; при наличии свободной площади
мешки укладывают «колодцем». По высоте в штабель укладывают не более
10 мешков в ряду. Между штабелями оставляют проходы шириной 0,5 м.

В связи с гигроскопичностью крахмала прн хранении его в мешках следует
поддерживать оптимальную влажность воздуха (75%), температуру ие более
10° С и не допускать ее резких колебаний. В помещении склада для контроля
должны быть термометры и гигрометры.

Силосы для хранения крахмала обычно выполняют диаметром 5,5 м; высо-
та их цилиндрической части 9 м, конической 4,5 м.

Все операции по укладке в штабеля, перемещению грузов, погрузке в авто-
машины и вагоны должны быть механизированы и осуществляться с помощью
штабелеукладчиков, транспортеров и автокаров. При перевозке крахмала осо-
бое внимание следует уделять чистоте автомашин и вагонов: грязь и посторон-
ние запахи недопустимы. Периодически следует проводить дезинфекцию и де-
зодорацию.

Сорта сухого крахмала и требования к его качеству

Требования к качеству сухого картофельного крахмала обус-
ловлены ГОСТ 7699—78, кукурузного—ГОСТ	7697—66

(табл. 68).

Содержание свободных минеральных кислот и свободного
хлора, тяжелых металлов в крахмале, идущем на пищевые цели,
не допускается. Сухой крахмал, используемый в пищу, должен
276
Таблица 68. Физико-химические и органолептические показатели сухого крахмала						
Пока «атсль	Сорт крахмала					
	картофельного				кукурузного	
	экстра	высший	первый	второй	высший	первый

Цвет	Белый с кри- сталлическим	Белый с кри- сталлическим	Белый	Белый с серо- ватым оттенком	Белый	Допускается желтоватый
	блеском (по эталону)	блеском				оттенок
Влажность, %, не более	20	20	20	20	13	13
Зольность, общая в пересчете не абсолют- но сухой крахмал, %, не более	0,30	0,35	0,50	1,0	0,20	0,30
в том числе содержание золы (песка), не- растворимой в 10%-ной соляной кислоте, %, не более	0,03	0,05	0,1	0,3	0,04	0,06
Кислотность, мл 0,1 и. раствора едкого натра (кали) при индикаторе фенолфтале ине в пересчете на 100 г абсолютно сухо-	7,6	12	15	22	20	25
го крахмала, не более  Количество крапин на 1 дм2 поверхности крахмала при рассмотрении невооруженным глазом, не более  Содержание диоксида серы, мг на 1 кг крахмала, не более  Содержание протеина, % по СВ крахма- ла, не более	60	280	700	Не нормировано	300	500
	50	50	50	50	80  0,8	80
	—					

Примечание.

В сухом крахмале

не допускается примесей других видов крахмала.
выдерживать кулинарную пробу (отсутствие хруста на зубах)
н не иметь постороннего запаха и вкуса. При пробном просеива-
нии 100 г крахмала через капроновое сито № 55 не должно
оставаться песка. Крахмалы низших сортов применяют для техни-
ческих целей или перерабатывают в патоку и глюкозу.

Большое влияние на качество сухого крахмала может оказы-
вать степень очистки воздуха, поступающего в сушилки. Нагнетае-
мый воздух должен тщательно очищаться на соответствующих
фильтрах (бумажных, матерчатых и др.). Необходимо соблюдать
требования к чистоте оборудования во избежание загрязнения
крахмала ржавчиной из воздуховодов, калориферов, транспортных
п риспособленн й.

Техника безопасности в производстве сухого крахмала. Борьбе
с пылью

Крахмальная пыль уже при концентрации 7 мг/1 л воздуха
легко воспламеняется от незначительной искры (в рубильнике,,
выключателе, патроне, электродвигателе, а также от разряда
статического электричества на приводных ремнях). При этом
образуется запальный взрыв, воздушная волна создает новые
очаги крахмальной пыли и происходят повторные взрывы с новой
силой, вплоть до полного разрушения помещения и оборудования.
В связи с этим на заводе сухого крахмала, особенно в рассевном
и упаковочном отделениях, необходимо прежде всего принять
меры для устранения любой возможности появления источника,
способного вызвать воспламенение крахмальной пыли.

Следует применять только герметические электроосветитель-
ную арматуру и приборы, предусматривать отвод статического
электричества от приводных ремней заземленными токоотводчи-
ками, производить заземление всех металлических деталей, приме-
нять в ударных механизмах и деталях материалы из пластмассы
илн цветных металлов, устанавливать только взрывобезопасные
электродвигатели, следить за состоянием подшипников, не допус-
кая их перегрева, следить за состоянием роторов вентиляторов,
не допускать осмотра и обслуживания оборудования с открытым
огнем илн производства внутри цеха сварных работ, а также
курения. В качестве профилактики необходимо регулярно тща-
тельно убирать помещение от пыли пылесосами и следить за
исправным состоянием всех устройств и оборудования для
предотвращения появления пыли и удаления ее из помещений.

Пылеудаление из аппаратов производится вентиляторами
аспирационного устройства, создающими в аппаратах небольшое
разрежение, препятствующее выделению пыли в помещение,
и отсасывающими пыль в фильтры, циклоны и скрубберы. Матер-
чатые фильтры улавливают очень мелкую пыль; изготовляются
они из плотной ворсистой ткани. Основной нх недостаток —
периодичность работы. Со временем пыль забивает поры ткани и
не пропускает воздух. Вентилятор приходится отключать и уда-
л ять пыль специальным приспособлением. Циклоны могут отде-
лять и более крупную пыль Они просты по конструкции и рабо-
тают непрерывно, однако пыль не полностью удаляется, требуется
очистка отходяшего воздуха на скрубберах.

Мокрый пылеуловитель — скруббер (рис. 104) представляет

собой металлический круглый сборник с коническим дном, внутри

которого на вертикальном валу
Вверху сборник имеет два шту-
цера для подвода воздушной сме-
си и отвода очищенного воздуха.
Схема работы установки заклю-
чается в следующем. Скруббер 1
трубопроводом 2 соединен со всей
аспирационной системой воздухо-
водов. Вентилятор 4 непрерывно
отсасывает воздух через скруб-
бер. Внутрь аппарата, ниже дис-
ка, наливается около 400 л чистой
воды Насос 3 непрерывно подает
эту воду на диск, который ее раз-
брызгивает, создавая водяную за-
весу. Проходя через эту завесу,

установлен вращающийся диск.

Рис 104 Схема установки скруббе
ра.

крахмальная пыль хорошо погло-

щается водой, превращаясь в крахмальное молоко. Когда концен-
трация молока достигает 14° СЛ. его перекачивают на завод сырого

крахмала, а в скруббер наливают свежую воду.

Техническая характеристика скруббера приводится ниже!

Внутренние размеры, мм

диаметр	1400

высога цилиндрической части	1300

высота конической части	390

Производите-льнисть, м® воздуха в час	140

Частота вращения диска для разбрызгивания воды,
об/мин	050

Мощность электродвигателя, кВт	2,8

Выход крахмала и потери его в производстве

Выход крахмала зависит от вила и влажности перерабатывав
мого сырья, влажности готового продукта, принятой технологи
ческой схемы, типа оборудования и степени технической оснащен
ности завода и определяется в зависимости от количества общих
потерь.

При обычной схеме производства сухого картофельного крах
мала, применяемой на большей части действующих заводов, дл>
расчетов принимаются следующие потери крахмала (в % массь
крахмала влажностью 20%):
В очистках и промывной воде при промывании

С крупкой

С распылом

0,3

1.0

1,0

Всего 2,3

Из всех этих потерь невосполнимыми являются только потери
с распылом. Счистки и крахмал в промывной воде после допол-
нительной очистки на ситах и в размывных чанах реализуются
в виде крахмала пониженного сорта, а крупка реализуется как
отход. При оборудовании заводов автоматическими центрифугами
типа ФГН, пневматическими сушилками и при наличии полной
аспирации потери снижаются до 1%; при Промывании 0,3%,
с крупкой 0,3% и с распылом 0,4% (табл. 69)

Таблица 69. Распределение потерь при различных способах производства

Потери	Обычный способ			Способ с использованием высоко- производотельиото оборудования		
	товарной влажно- стью 20%	в том числе		крахмал товарной  постыо 20%	в том числе	
		абсолютно вещества	вода		абсолютно 1  сухие 1 вещества |	вода
При промывании	0,3	0,24	0.06	О.з	0,24	0,06
С крупкой	1.0	0.8	0.2	О.з	0,24	0,06
С распылом	1.0	0.8	0,2	0.4	0,32	0,08
Итого крахмала						
в потерях	2,3	1,84	0.46	1,0	0,80	0,214
в готовом продукте	100,0	80,0	20,0	100,0	80,0	20,0
Всего:	102,3	81,84	20,46	101.0	80.80	20,20

По этим данным определяется удельный расход сырого крах-
мала на единицу готовой продукции При обычной схеме для

Таблица 70. Производственные потери и выход крахмала влажностью 13%

Потери	Крахмал товарной влажностью 13%	В том числе	
		абсолютно сухие  вещества [	вода
С крупкой	0,35	0,3	0,05
С распылом	0,23	0,2	0,03
Итого крахмала:			
в потерях	0,58	0,5	0,08
в готовом продукте	100,0	87,0	13,0
Всего:	100,58	87,5	13,08
получения 100 кг картофельного крахмала влажностью 20% тре-
буется переработать крахмала влажностью 50%: 81,84-2=
= 163,68 кг, а при рациональной схеме: 80,8-2 = 161,6 га, что на
единицу продукции (1 кг) составит соответственно 1,64 и 1,62 кг

При переработке кукурузного крахмала в связи с другой
конечной влажностью меняются и размеры потерь (табл. 70)

2- ПРОИЗВОДСТВО ИСКУССТВЕННОГО САГО

Искусственное саго представляет собой частично клсйстеризо
ванные шарики из крахмала хорошего качества. Саго является
высокоценным пищевым продуктом, применяемым как крупа для
изготовления каш, гарниров, начинок для пирогов и т. п. В варе
ном и приправленном виде саго имеет нежный, приятный вкус
высокую калорийность и легко усваивается.

Производство крупы саго первоначально возникло у нас на
базе использования для этого в качестве сырья только сырогс
картофельного крахмала. Схема производства, методы кустарной
работы и конструкция оборудования были далеки от совершен-
ства, и производство имело большие потери в виде нестандартных
отходов.

Следует отметить, что действующие схемы производства искус-
ственного саго включают элементы (например, черствение саго),
излишние и одновременно отрицательно влияющие на качество
продукта. Это обстоятельство побудило исключить процесс созда-
ния саговой лепешки и добиваться получения отдельных клейсте-
рнзованных зерен саго непосредственно в парильном аппарате,
что исключало бы процесс черствения и создавало возможность
упрощения процесса, обеспечения его непрерывности, улучшения
качества продукта, улучшения условий труда, снижения процента
неполноценных зерен саго и снижения себестоимости продукта.

Новый технологический процесс производства саго из карто-
фельного или кукурузного крахмала состоит из следующих опе-
раций:

обезвоживание крахмала до стандартной влажности; просеи-
вание влажного крахмала — получение «снежинки»; придание
«снежинке» шарообразной формы — закатка саго, сортировка
крахмальной крупки — сырого саго, запаривание крупки; сушка
саго; сортировка сухого саго; полировка (шлифовка) сухого саго,
взвешивание саго; упаковка (затаривание) готового саго.

Сырье

Для производства искусственного саго большое значение имеет
качество исходного сырого крахмала, который должен быть не
ниже 1 сорта, не иметь запаха, содержать золы не более С1,35%
(картофельный) или не более 0,2% (кукурузный) по сухому
веществу, мезги не более 0,15%, иметь кислотность не более 20 мл
0,1 н. раствора NaOH на 100 г абсолютно сухого крахмала, содер-
жать белка не более 0,8%, растворимых веществ — нс более 0,1%.
Особое значение имеет недопустимость повышенного содержания
золы, что может быть следствием присутствия в крахмале песка.
Если саговый завод находится в одном комплексе с заводом
сырого крахмала, то все указанные недостатки качества крахмала
устраняются еще при производстве сырого крахмала. При работе
сагового завода на привозном сырье крахмал должен быть под-
готовлен к переработке на месте соответствующим промыванием.
Операции по подготовке крахмала те же, что и по подготовке
крахмала для сушки, и отделение, в котором производится про-
мывание, оснащается таким же оборудованием.

Современная схема производства саго

По схеме XI крахмальное молоко из подготовительного отде-
ления или непосредственно из завода сырого крахмала в виде
крахмального молока концентрацией 38° Сд и температурой
50—55°С подается через мерник на вакуум-фильтр. Филь-
трат сходит в сборник и возвращается в производство сырого
крахмала.

Крахмал влажностью 47% (картофельный) или 45% (кукуруз-
ный) подается на сеяльный барабан, назначение кото-
рого — разработать крахмальную лепешку, распушить ее на мел-
кие и по возможности равные кусочки неправильной формы, полу-
чив так называемую «снежинку».

Если сходящий с вакуум-фильтра крахмал имеет влажность
выше 47%, к нему добавляют сухой крахмал или муку, сходящую
с сортировки сухого саго, для доведения влажности до нор-
мальной.

Применять вместо вакуум-фильтров осушающие центрифуги
не рекомендуется, так как влажность сходящего с них крахмала
равна 38%. При такой влажности невозможно получить «сне-
жинку» и потребуется дополнительное увлажнение водой, пода-
ваемой в шнек под центрифугой. Эта операция очень ответствен-
ная, так как от определенной, строго постоянной влажности
идущего в переработку крахмала зависит операция скатывания
крахмала в шарики сырого саго.

Готовая «снежинка» при помощи трясуна во избежание по-
вреждения передается в катальный барабан. Здесь ей
придается шарообразная форма и получается крупка, как назы-
вают продукт после скатывания. Зерна крупки имеют размер от 1
до 5 мм, имеются даже крупные куски, а также частицы меньше
1 мм (так называемая «мелочь»). Такой продукт требует сорти-
ровки, так как для дальнейшей переработки требуются зерна
только стандартной формы и размером в диаметре 3—4 мм.
Нестандартные зерна более 4 мм возвращаются на товарную
переработку в сеяльный барабан, а «мелочь» и зерна менее 1 мм
в диаметре — в катальный барабан. Стандартная крупка по-
дается через трясун на следующую операцию — запаривание.
Крахмальное молоко, 38° £А

Горячая вода

_________I I

Мерник крахмального
|_________молока_______

Сухой крахмал
влажностью 13—20 %

Сборник крахмального
молока, 30°СА

I Вакуум-фильтр /-

| Сырой

 крахмал

(Сеяльный
барабан

Вода

| Трясун [

Рафинировальное сито

Крахмаль-
ное моло-
ко, 25 °СА I

Крупная
примесь

Парильный

автомат

Стеллажи
черствения

Катальный I
барабан

Сортирование
сырого саго

I Мелкая
примесь

Фильтрат

Бункер

Пар

Холодный Трясун

воздух

2

i Отходы

Дробилка--------1

Сортирование
сухого саго

Бункера

Крошка

Техническая
мука

Мелочь

Запарная
труба

| Потери

Шлифоваль-
ная машина -----

Электромагнитные
сепараторы

Автоматические
весы

Бункера

Техническая

мука

Бункер

Высший Перный

сорт

сорт

Влага

Сушилка

Горячий
воздух

Схема XI. Рациональная схема производства саго (пунктиром показаны справа стан-
ция очистки крахмального молока, слева процесса запаривания саго по старой схеме)
283
Эта операция производится в запарной трубе возду-
хом, подогретым в калорифере до температуры 80°С и идущим
параллельно потоку саго в трубе, обогреваемой через наружную
паровую рубашку острым паром давлением до 0,6 МПа. При этом
каждое зерно саго оклейстеризовьтвается в отдельности, образуя
одновременно наружную корочку, не сливаясь в лепешку, как
в парильном аппарате. Поэтому после запарки не требуется ника-
кого дробления. При выходе из трубы зерна саго имеют влаж-
ность около 30%. Клейстеризованное саго через трясун поступает
в бункер, а затем направляется в сушилку.

На существующих саговых заводах обычно имеются непре-
рывнодействующие аппараты для запарки саго, требующие,
однако, после себя устр о йств а стеллажей для черст
нения саго. Дело в том, что выходит из такого аппарата
саго не в виде отдельных зерен, а в виде лепешки толщиной
20—30 мм. Чтобы раздробить ее на отдельные зерна, необходимо
придать ей упругость, которая исключила бы возможность раз-
рушения зерен на кусочки, но не препятствовала разделению
отдельных зерен. Это и достигается черствением лепешки на стел-
лажах. Указанная операция требует больших площадей, продол-
жается примерно 8 ч и способствует значительному увеличению
отходов в виде зерен саго нестандартного размера. Для исключе-
ния процесса черствения при проектировании новых заводов не-
обходимо предусматривать установку не ленточного париль-
ного автомата, а запарной трубы системы Баканова — Чеба-
лака.

Сушка зерен сырого саго до содержания влаги не более 16%
производится воздухом, нагретым в калорифере Сухое саго из
сушилки подается на сит о-б урат. Здесь выделяются как
отходы мелочь и склеенные зерна и получаются стандартные зер-
на двух размеров, идущие дальше раздельно. В зависимости от
подбора сит и режима работы отношение количеств зерен разных
размеров может меняться в определенных пределах Рассортиро-
ванное саго покрыто слоем мелкой крахмальной пыли, придаю-
щей зернам матовый вид. Для придания зернам саго блеска его
подвергают обработке на полировочной (шлифовальной)
машине, в которую они поступают через бункера раздельно
по размерам. Отделяемая здесь «техническая мука» присоеди
няется к сошедшей с бурата, а отполированное саго через элек-
тромагнит для отделения ферропримесей поступает по сортам на
автоматические весы, взвешивается и сходит раздельно в бункера,
из которых затаривается в мешки.

Если исходным продуктом для производства саго является не
сырой, а сухой крахмал, в схему включается дополнительная стан-
ция, состоящая из сборника, в котором сухой крахмал разводится
до получения молока концентрацией 38° СА, и рафинировального
сита для очистки крахмала от посторонних примесей. На схеме
эта операция и старая часть схемы черствения саго показаны
пунктиром вверху.
Оборудование для производства саго

Вакуум-фильтр. Устанавливаются стандартные барабанные вакуум-фильтры,
фильтрующая поверхность которых определяется из расчета 280 кг абсолют-
но сухого крахмала с 1 м2 в час.

Сеяльный барабан. Барабан (рис. 105) состоит из двух дисковых боковин.
Боковина со стороны привода — сплошная н насажена на вал. На противопо-

ложном конце вала при помощи спид
укреплена кольцевая боковина, соединен-
ная с первой брусками, между которы-
ми вставляются 12 рамок размером
750X350 мм, обтянутых луженой сеткой
с отверстиями размером 3,5X4 мм. Вну-
три кольцевой боковины находится ее
неподвижная часть с наружным диамет-
ром, почти равным внутреннему диамет-
ру кольца. Эта часть соединена с теч-
кой, подающей крахмал внутрь бараба-
на. Диаметр барабана 1420’ мм, ширина
830 мм, частота вращения 26 об/мин.
Окружная скорость равна 1,9 м/с, что
особенно необходимо для хорошей рабо-
ты аппарата. Производительность бара-
бана 8 т саго в сутки. Потребная мощ-
ность 1,2 кВт.

Во избежание повреждения «сне-
жинки» при передаче ее из сеяльиого
барабана в катальный под барабаном
установлен лоток-трясун. Применение
шнеков и норий не рекомендуется, так
как «снежника» может разрушиться.

Катальный барабан. Назначение ка-
тального барабана — скатывать крах-
мал—«снежинки» — в шарики. Сущест-
вуют катальные барабаны периодическо-
го и непрерывного действия. Периодиче-

Рис. 105. Сеяльный барабан с тоя-
суном.

ски действующие барабаны имеют то преимущество, что процесс скатывания

можно поставить в зависимость от сорта и качества сырья и проводить его
в течение любого промежутка времени, однако в описываемой и рекомендуемой
схеме непрерывного процесса они не применимы. Аппаратов непрерывного дей-
ствия существует два типа: цилиндрический и корытный.

Более совершенна конструкция катального барабана корытного типа. Ап-
парат (рис. 106) состоит из деревянного корыта с радиусом около 0,6 м и дли-
ной 3,5 м, обшитого внутри листовым алюминием и укрепленного на валу. При

Рис. 106. Катальный аппарат.
Рис. 107. Двухъярусная сортировка
саго.

помощи кривошипа корыто качается, отклоняясь в ту и другую сторону на 45°.
Корыто имеет уклон 35 мм на 1 м, благодаря которому «снежинки», скаты-
ваясь в шарики, продвигаются от одного конца корыта к другому. Аппарат
открыт для обслуживания и. следовательно, более удобен в эксплуатации. Его
производительность на 50% выше барабанного аппарата тех же размеров.

Для завода производительностью 8 т саго в сутки радиус корыта должен
быть 0,9 м, длина 4,6 м, часто-
та вращения кривошипа
10 об/мин.

Выходящие из катального
барабана зерна саго имеют от
1 до 7 мм в диаметре. Стандар-
том предусматривается размер
зерен в 3—4 мм. Так как после
запарки не представляется воз-
можным перерабатывать зерна
нестандартного размера, то пе-
ред запаркой производятся вы-
деление крупных кусков и ме-
лочи и сортировка зерен по
размерам.

Сортировочный аппарат.
Изображенный на рис. 107 аппа-
рат представляет собой двухъ-
ярусное сотрясательное сито,
которое в отличие от иногда
устанавливаемых одноярусных

дает возможность отбирать зерна любых размеров н удалять целиком всю ме-
лочь благодаря большей длине предназначенного для этой пели сита. Верхнее
сито 1 снабжается штампованной оцинкованной сеткой с отверстиями диамет-
ром 4,5 мм, нижнее сито 2 —сеткой с отверстиями диаметром 2 мм. Длина ра-
мы каждого яруса 2300 мм, ширина — 420 мм Производительность двухъярус-
ной сортировки около 4 т саго в сутки. Потребная мощность 3 кВт.

Рис. 108. Запарной аппарат конструкции Н. А. Баканова и А. Н. Чебалака.

Запарной аппарат. Для непрерывного процесса запаривания саго устанав-
ливается запарная труба конструкции Н. А. Баканова — А. Н. Чебалака. Ап-
парат (рис. 108) состоит из двух параллельно расположенных и установленных
с уклоном 40 мм на 1 м труб 6 диаметром 200 мм с наружной рубашкой для
их обогрева. Трубы вращаются на роликах с частотой 21 об/мин. В рубашку
подается пар давлением 0,6 МПа. Вентилятор 3 подает через трубы параллель-
но ходу продукта воздух, подогретый в калорифере 1 до температуры 70—80° С-
Кольцевой системой труб 4 можно осуществить рециркуляцию воздуха. Про-

дукт подается непрерывно и запаривается за счет влаги, заключенной в нем,

образуя сверху зерна прочную роговидную клейстеризованную корочку, и уда-
ляется через коробку 5. Подаваемый вентилятором воздух одновременно под-
сушивает клейстеризованные зерна до влажности 30%, вследствие чего исклю-

чается слипание зерен и образова-
ние лепешки. При получении про-
дукта такого вида не требуется вы-
держки для черствения и последу-
ющего дробления и он сразу по-
дается на сушилку.

При помощи дроссельных кла-
панов 2 регулируют подачу воз-
духа в систему и его температуру.
Образовавшийся конденсат удаля-
ют через конденсатоотводчнки 7
Расход электроэнергии 2 кВт. Про-
изводительность при работе на ку-
курузном крахмале около 1,5 т
саго в сутки.

Сушилки для саго. Выходя-
щие из парильной трубы клейсте-
ризованные зерна саго имеют вла-
жность 30%, а при хранении го-
товый продукт должен иметь вла-
жность не выше 16% (картофель-
ное саго) или 13% (кукурузное
саго). Поэтому саго сушат в су-
шилке. Применяются разнообраз-
ные системы сушилок, которые в
основном те же, что и для сушки
крахмала; теплоносителем являет-
ся подогретый в паровом калори-
фере воздух.

Сушка хорошего качества до-
стигается в шахтной сушилке си-

Рис. 109. Шахтная сушилка системы
ВИСХОМ марки ЗС-11.

стемы ВИСХОМ марки ЗС-11 (рнс.

109) с элеватором 5 для загоуз-

ки. Сушилка состоит из двух камер. В верхней, пронизанной пятью рядами пя-
тигранных металлических коробов, подводящих теплоноситель 1 и четырьмя ря-
дами — коробов, отводящих его, 2, происходит высушивание продукта, а в ииж-
ней, состоящей из двух коробов 4, подводящих холодный воздух, и одного ко-

роба 3, отводящего нагревшийся воздух, происходит охлаждение продукта. Теп-
лоноситель и охлаждающий воздух перемещаются вентилятором низкого дав-
ления «Сирокко № 5». Подогревается воздух в четырех пластинчатых паровых
калориферах В-4 с поверхностью нагрева 28 м2 каждый. Продолжительность
сушки 1,5 ч. Производительность сушилки прн принятой схеме равна 7 т саго
в сутки прн температуре воздуха на входе 130—140° С.

Расход пара на 1 кг испаряемой воды в среднем равен 2,5 кг. Мощность
электродвигателя 10 кВт.

Для сортирования саго, сходящего с сушилки, применяется сито-бурат.
Бурат—шестигранный барабан с пятью сменными ситовыми рамками по длине
каждой грани. Первые от входа продукта рамки обиты штампованным ситом с

отверстиями диаметром 1 мм; сквозь них «проходом» идет техническая мука н
попадает в расположенный под этой частью барабана бункер I (рис. 110); вто-
рые рамки обиты ситом с отверстиями диаметром 1,5 мм; сквозь него проходом
идет так называемая «мелочь», т. е. мелкие и раздробленные зерна, которые со-
бираются в бункере 2, третьи рамки обиты сеткой с отверстиями диаметром
2 мм; проходит сквозь них мелкое саго и собирается в бункере 3; четвертое и
«пятое сита имеют отверстия диаметром 3 мм и пропускают крупное саго,
которое собирается в бункерах 4 и 5. Надситовым продуктом с бурата идут
частицы крупнее 3 мм (крошка). Нормально сортировка дает до 50% техниче-
ской муки, 46% мелочи и 4% крошки общей массы отходов, которые состав-
ляют всего 3,5% массы поступившего в производство абсолютно сухого крах-
мала. Диаметр барабана 0,9 м,
длина 3 м, производительность
4 т/сут. Потребная мощность
0,3 кВт.

Полировочная машина. По-
лировочная машина (рис. 111)
представляет собой установ-
ленное в станине металлическое
корыто диаметром 250 мм и
длиной 1500 мм, выполненное
из штампованного сита с отверг
стаями диаметром I мм. В ко-
рыте вращается деревянный вал
диаметром 180 мм с частотой
100 об/мин. На валу по винто-
вой линии насажены жесткие
щетки из щетины. Саго через
загрузочную воронку поступа-
ет в корыто. Продвигая саго к
противоположному концу коры-
та, щетки счищают с него муч-
ную пыль, которая сквозь сито
удаляется в ящик. Поверхность
зерен саго становится блестя-
щей. Производительность маши-
ны 3 т саго в сутки. Потребляе-
мая мощность 1 кВт.

Упаковка и хранение саго

Саго упаковывают по 50 кг
нетто в новые льняные, кенаф-
ные и джутовые мешки или в
бывшие в употреблении чистые
сухне мешки не ниже III кате-
гории, а также в мелкую бу-
мажную тару (пачки, коробки)
по 250—500 г, которую уклады-
вают в чистые ящики по 3(7 кг.
Мешки зашивают прочным шпа-
гатом, делая два ушка. При вы-
полнении этой операции на ма-
шине мешки прошивают два ра-
за суровой ниткой.

Хранят саго в сухих венти-
лируемых помещениях в шта-
белях по высоте не более 15
Расстояние между полом н вер-

-хом подкладки должно быть не менее 150 мм. Между штабелями, а также меж-
ду штабелями и стеной оставляют проход шириной 0,7 м. Укладывают мешки
в штабеля по отдельным маркам. Зимой и летом температура воздуха должна
поддерживаться иа уровне 10° С

При отгрузке в автомашины, вагоны и суда следует предварительно про-
верять чистоту их, а также исправность дверей, люков и кровли. Особое вни-
мание следует обращать на отсутствие запаха бензина, керосина и других па-
хучих материалов.
Стандарт на саго искусственное

В соответствии со стандартом на саго искусственно:
(ГОСТ 8800—66) в качестве сырья применяют кукурузный и кар
тофельный крахмал (по ГОСТ 7697—66 и ГОСТ 7699—78 соот
ветствснно).

По размерам зерен саго делится на мелкое (диаметр sepet
1,5—2,1 мм) и крупное (диаметр зерен 2,1—3,1 мм), по качест
венным показателям — на высший и 1 сорт.

Органолептические показатели саго должны отвечать следую
тцим требованиям: цвет высшего сорта — матово-белый, I сорта —
матово-белый с легким сероватым (или желтоватым для кукуруз
кого) оттенком; запах — свойственный саго без посторонних оттен-
ков (затхлости, плесени и др.). При кулинарной пробе саго п«
должно давать хруста.

Физико-химические показатели саго должны соответствовав
требованиям, приведенным в табл. 71.

Таблица 71. Физико-химические показатели саго

Пои тзателз	Картофельное саго		Кукурузное саго	
	ВЫСШИЙ сорт	I сорт	высшнй сорт ।	1 сорт
Влажность, %, не более	16	16	13	13
Зольность общая в пересчете на сухое ве- щество саго, %, не более	0,35	0,40	0.20	0,30
Кислотность, мл 0,1 н. раствсра NaOH в пересчете на 100 г сухого вещества са- го, не более	14	17	20	25
Содержание мелких зерен в крупном саго, %, не более  Содержание крупных зерен в мелком саго, %, не более	10	10	10	10
	10	10	10	10
Содержание мелочи, проходящей через си- то с отверстиями диаметром (,4 мм, % по массе саго, не более	0.5	1,0	0,5	1.0
Набухаемость, см3, не менее  Содержание солей тяжелых металлов и посторонней примеси	40	35	20  Не допускается		15

3. ПРОИЗВОДСТВО МОДИФИЦИРОВАННЫХ КРАХМАЛОВ

Основные теоретические положения

Сухие крахмалы, вырабатываемые в производственных усло-
виях, как правило, не полностью отвечают всем требованиям,
предъявляемым к ним как к вспомогательным материалам в ряде
технологических процессов других отраслей промышленности.
Природные свойства крахмала могут быть изменены в результате
физического, химического, биологического или комбинированного
воздействия. Крахмалы, свойства которых изменены в результате

Ю Зак. 1951

289
специальной обработки, называются модифицированными
крахмалами.

Основные превращения, которые претерпевают крахмалы при
указанных видах обработки:

расщепление (деполимеризация) полисахаридных компонентов,
крахмала с сохранением или без сохранения зернистой структуры;

увеличение количества существующих или появление новых
функциональных групп, перестройка (рекомбинация) структуры
полисахаридных цепей в результате трансглюкозидирования;
такая перестройка сопровождается расщеплением полисахаридов
крахмала;

потеря зернами крахмала первоначальной структуры и приоб-
ретение после дегидратации новой структуры;

взаимодействие гидроксильных групп крахмала с различными
химическими веществами с образованием эфирных связей и при-
соединением их остатков;

одновременная полимеризация сахаридов из крахмала н дру-
гих мономеров (сополимеризация) с образованием новых соеди-
нений, цепи которых состоят из разнородных звеньев, так назы-
ваемых сополимеров; в тех случаях, когда полимеризуются не-
мономеры, а их крупные однородные участки цепей (блоки)„
получают продукт синтеза — блок-сополимеры.

Модифицированные крахмалы могут быть получены путем
одного из указанных их превращений или в результате двух и бо-
лее превращений, протекающих одновременно или последова-
тельно. Условно по характеру изменений, происшедших с крахма-
лами, модифицированные крахмалы подразделяют на две большие
группы: крахмалы, при обработке которых основным изменением
является расщепление полисахаридных цепей — группа рас-
щепленных крахмалов, и крахмалы, свойства которых;
изменены в основном в результате присоединения химических
радикалов или в результате совместной полимеризации с другими;
высокомолекулярными соединениями — группа замешен-
ных крахмалов (эфиров и сополимеров крахмала).

Модифицированные крахмалы
I

Расщепленные крахмалы

Пирали- I Декстрин I Облучен- I
вованные	ные	|

крахмалы |	крахмалы

Окислен- Набухаю- Крахма-
ные щие лы, рас-
крахмады крахмалы щеплек-
ные фер-
ментами

Замешенные крахмалы и сополимеры,
крахмала
	I_____________________
i	4 ill

Простые Сложные Сшитые Сополи-
ьфиры эфиры крах- | меры
малы | крахмала

Блок-сополи-
меры
крахмала

Схема XII. Классификации модифицированных крахмалов
29П
В зависимости от вида обработки, строения и свойств полу-
ченных модифицированных крахмалов их классифицируют в соот-
ветствии со схемой XII. Свойства модифицированных крахмалов
в значительной степени определяются видом и свойствами исполь-
зованного сырья.

Расщепленные крахмалы

Расщепленные крахмалы приготовляют путем термического и
механического действия, обработки полисахарида кислотой, окис-
лителями, амилазами, некоторыми солями, облучения у-лучами
электронами, ультразвуком в другими действиями, вызывающим!
деструкцию полисахаридных цепей. В результате происходит
направленное или хаотическое расщепление глюкозидных
а иногда и других валентных связей. При этом у полисахари
дов уменьшается размер частиц, а следовательно и молекулярная
масса, появляются новые карбонильные и карбоксильные группы
возникают внутри- и межмолекулярные связи. При этом зерни-
стая форма крахмала остается, как правило, неизменной; иногда
наблюдается частичное разрушение структуры зерен крахмала
с образованием вторичной структуры, например при клейстериза-
ции и высушивании крахмалов в вальцовых сушилках.

Клейстеры расщепленных крахмалов имеют, как правило
пониженную вязкость, более высокую прозрачность и повышеннук
стабильность при хранении. При достаточно высокой концентра-
ции горячие клейстеры расщепленных крахмалов имеют низкук
вязкость, поэтому эти крахмалы часто называют «жидкокипя-
щими». Высокая концентрация клейстеров в сочетании с низкой
вязкостью, реакционная способность, стабильность свойств, харак-
терные для расщепленных крахмалов, повышают эффективность
технологических процессов в отраслях, потребляющих крахмалы

Это определяет их широкое применение в народном хозяйстве
Ниже приведены методы приготовления некоторых видов расщеп-
ленных крахмалов.

Крахмалы, модифицированные кислотой. Модификацию крах-
малов обычно производят с применением соляной или серной
кислоты. Суспензию нагревают до температуры ниже температуры
клейстеризации крахмала. Расход кислоты составляет 1—3%
к крахмалу, температура, при которой протекает реакция, состав-
ляет 45—50° С. По мере обработки крахмала происходит измене-
ние его структуры — идет деполимеризация полисахаридных цепей
и изменяются свойства — снижается вязкость клейстера, повы-
шается растворимость крахмала и прозрачность клейстеров, после
охлаждения концентрированных клейстеров происходит образова-
ние прочного студня.

В промышленности зачастую крахмалы, модифицированные
кислотой, характеризуют по показателю текучести — величине,
обратной вязкости. Величину текучести определяют в условных
единицах — или по количеству миллилитров щелочного клейстера
Рис. 112. Изменение текучести клей-
стеров модифицированных кислотой
(50° С, 2,05%-ный раствор НС1 к су-
спензии) крахмалов кукурузы и кар-
тофеля в зависимости от продол-
жительности обработки.

крахмала, вытекающего из воронки через сопло определенного-
размера за время, требующееся для вытекания из воронки 100мл
воды (обычно 40—70 с), или по времени истечения (в с) опреде-
ленного объема клейстера через калиброванное отверстие.

На рис. 112 показана зависимость текучести щелочных раство-
ров кукурузного 1 и картофельного 2 крахмалов от продолжи-
тельности кислотной обработки. С увеличением продолжительно-
сти кислотной обработки крахмала вязкость его клейстеров падает,
текучесть соответственно возра-
стает. Картофельный крахмал об-
разует клейстеры более вязкие,
чем кукурузный крахмал. Приго-
товленные при одних и тех же-
условиях кислотной обработки,
кукурузный и картофельный
крахмалы образуют клейстеры,
существенно отличающиеся по-
вязкости. У кукурузного крахма-
ла она намного ниже, чем у кар-
тофельного.

Кислотной обработкой приго-
товляют растворимый крахмал,
применяемый при проведении
йодометрических химических ана-
лизов. В этом случае в суспензию
чистого картофельного крахмала
концентрацией 12% вводят соля-
ную кислоту (относительная
плотность 1,19) в количестве 25—
33% к массе крахмала (влаж-
ностью 20%). При добавлении
соляной кислоты температура

суспензии должна быть не выше 28е С. После тщательного пере-
мешивания суспензию оставляют на 19—20 сут, производя перио-
дически ее перемешивание. Реакцию проводят до тех лор, пока
у 1%-ного клейстера модифицированного крахмала не исчезнет
опалесценция. После завершения реакции суспензию обезвожи-
вают, затем крахмал промывают до тех пор, пока проба промыв-
ной воды не будет свободной от ионов хлора (отсутствие помут-
нения при добавлении к воде раствора азотнокислого серебра).
Отмытый крахмал обезвоживают и высушивают при температуре
не выше 45° С. Просеянный модифицированный крахмал затари-
вают в бумажные пакеты по 1 кг.

При кислотном гидролизе крахмала в результате деполимери-
зации уменьшаются размер полисахаридов и их молекулярная
масса, редуцирующая способность возрастает в 4—12 раз.

На основании измерений осмотического давления растворов-
такого крахмала установлено, что его молекулярная масса-
45000—50000.
С увеличением степени деполимеризации температура клей-
стеризании кукурузного крахмала возрастает.

Кукурузный крахмал, модифицированный кислотой, исполь-
зуют в текстильной промышленности для шлихтования основ и
отделки как хлопчатобумажных, так и смешанных тканей.
Крахмал такого типа придает пряже большую прочность; шлихто-
ванная нить получается более гладкой, повышается производи-
тельность труда. Для каждого вида пряжи подбирают модифици-
рованный крахмал с определенными свойствами. Крахмал, моди-
фицированный кислотой, применяют в бумажном производстве
при поверхностной проклейке бумаги для повышения ее устойчи-
вости к износу и улучшения качества печати. В пищевой промыш-
ленности модифицированные крахмалы этого типа используют для
приготовления желейных конфет, восточных сладостей.

Окисленные крахмалы. Модифицированные крахмалы этого
типа приготовляют воздействием на зерна крахмала различных
окислителей. Окисление крахмала производят в присутствии
определенного количества воды при разных значениях pH.
В качестве окислителей применяют гипохлориты, перманганаты,
перекиси, йодную кислоту и ее соли и другие соединения. При
действии на крахмал окислителей происходит гидролитическое
расщепление глюкозидных связей с образованием карбонильных
групп, окисление спиртовых групп в карбонильные, а затем и
в карбоксильные. Степень окисления зависит от расхода реагента
и условий проведения реакции. По своим свойствам окисленные
крахмалы сходны с крахмалами, модифицированными кислотой,
и отличаются способностью к образованию клейстеров понижен-
ной вязкости и стабильных при хранении.

Крахмалы, окисленные йодной кислотой, имеют по две альде-
гидные группы в глюкозном остатке, подвергнутом действию кис-
лоты, поэтому такие крахмалы называют диальдегидными.
Диальдегидные крахмалы обладают высокой реакционной спо-
собностью, их применяют в бумажной промышленности для повы-
шения прочности бумаги, в качестве дубильного вещества, а при
низкой степени окнелеиия (до 2%) в пищевой промышленно-
сти.

Температура клейстеризации зерен окисленного крахмала по
мере окисления сначала несколько возрастает, а потом падает.

К окисленным крахмалам относится модифицирован-
ный желирующий крахмал, приготовляемый путем об-
работки картофельного или кукурузного крахмала перманганатом
калия в кислой среде. Его используют в качестве желирующего
компонента некоторых кондитерских изделий, в качестве стаби-
лизатора мороженого, продуктов пищеконцентратной и молочной
промышленности. Таким же методом окисления может быть при-
готовлен модифицированный крахмал для текстильной промыш-
ленности.

Технология производства крахмала, окисленного пермангана-
том калия, показана на схеме XIII.
Очищенную суспензию крахмала, содержащую 35% сухих
веществ, насосом подают в дозатор суспензии, откуда она посту-
пает в реактор непрерывного действия. Перед реактором в сус-
пензию вводят заданное количество соляной кислоты, а затем

раствор перманганата калия. В реакторе поддерживают темпера-
туру суспензии 40—43° С,

СЗзрнук СЗ-1Я-
нг'й «дадада'

АозьвэРскае ts- _

ЛЯНСи КиС/СРПК

Гпсрник рстЕгуа
unuc/iume/ia

Оинценнпя крпхгальнпя суспензия

„ . I. , е

/ей осзироззние суспензии

-----*1

!£&а1Гление суспензии

ЗяешиваниЕ сусствии с

ДозиснРсячу окис -J	|

.чнспрлн	Хннн-юсмя гбссбзто крахмала

ГЗорник >•¥&.’. I------|

-.лизания суспензии

ЮСП^Сра	i

г-*—Отделение жидкой фаз-и

I СнП-Jl.ЛТчЛ	rXth'а с ScUci.

жнЪчоа вюзы

РнелиНпоир сзуирннхр спада с tedoii-

——Остщрое'ШР жилкой, спизы

нсох'тлз нп куии.

)

УейкаЦха мусленного крнкнала -

Схема Х1П. Схема производства окислен-
кого перманганатом калия модифициро-
ванного желирующего крахмала.



I

ющеи цр-ис’сх.фцге

Зысцшиоание окиогнчзгз чрзхчам— *4
n I	Аеямсиипннгя

для чего обеспечивают по-
догрев исходной суспензии
до указанной температуры и
реактор оснащают змееви-
ками или рубашками для
подогрева суспензии горячей
водой. Расход соляной кис-
лоты составляет около 1—
3% к сухим веществам сус-
пензии, марганцовокислого
калия — 0,15—0,20%. Время
пребывания суспензии в ре-
акторе составляет около
40 мин, что обеспечивает за-
вершение реакции окисле-
ния и исчезновение окраски
суспензии, появляющейся
после введения окислителя.

После окончания реак-
ции суспензию частично ней-
трализуют раствором каль-
цинированной соды и одно-
временно разбавляют до
концентрации 10%. Отделе-
ние большей части жидкой
фазы от окисленного крах-
мала осуществляют с по-
мощью центробежных сепа-

I раторов. Сгущенный сход сепараторов разбавляют свежей водой и
направляют на вторую ступень центробежных сепараторов. После
.повторного разбавления водой окисленный крахмал концентрируют

I на осадительной центрифуге и обезвоживают на фильтрующей
центрифуге. Сырой крахмал подают в питатель пневматической
| сушилки, сушат, просеивают и направляют на упаковку и скла-
дирование. Жидкие сходы с центробежных сепараторов и осади-

I тельной центрифуги направляют в ловушки, фильтрат и перелив
с осушающей центрифуги возвращают на вторую ступень цен-
। тробежных сепараторов.

Готовый окисленный крахмал отличается повышенной белиз-

ной, содержание влаги и золы в нем должно быть не более 20
I и 0,4% соответственно. Кислотность крахмала не должна превы-
шать 20 мл 0,1 н. раствора едкого натра на 100 г сухих веществ.
I Степень изменения свойств окисленных крахмалов оценивают,
294
измеряя текучесть их клейстеров п желирующую способность!.
Первый показатель определяют, измеряя объем клейстера в мил-
лилитрах (4,5 г сухих веществ крахмала размешивают в 10 мл
воды и затем с 90 мл 1,0%-ного раствора NaOH), вытекающего;
из воронки за то же время, за которое из этой воронки вытекает
100 мл воды. Текучесть клейстера должна быть 40—70 ед.

Желирующую способность окисленного крахмала оценивают
по виду и структуре студня, приготовленного с использованием
8,5%-ного клейстера после охлаждения в тонкостенном стакане
в течение 60 мип в водяном термостате при температуре
17—20° С. По истечении 60 мин студень, образованный клейстером
окисленного крахмала, должен выниматься из стакана с сохране-
нием формы, иметь матово-белый цвет, ровную поверхность, плот-
ную и упругую консистенцию.

Окисленные крахмалы образуют клейстеры, хорошо сохра-
няющие свои свойства (вязкость, однородность структуры) при
хранении.

Специальные виды окисленных крахмалов применяют для
улучшения качества хлеба. Эти крахмалы отличаются невысокой
степенью окисления. В качестве окислителя используют неболь-
шие количества бромата калия КВгОз, перманганата калия
КМпО4 и гипохлорита кальция Ca(ClO)2-4HzO. После завершения
реакции разделяют крахмал и жидкую фазу, крахмал промывают,
отфуговывают и высушивают.

Применение окисленного крахмала в хлебопекарной промыш-
ленности позволяет улучшить физические свойства теста, повы-
сить его газоудержнваюшую способность. Продолжительность
брожения опары сокращается на 30—60 мин. Введение в тесто
до 5 кг окисленного крахмала на 1 т муки позволяет увеличить
объемный выход хлеба па 9—18% в зависимости от вида хлеба
и качества перерабатываемой муки. При этом улучшается струк-
тура пористости хлеба, мякиш становится более эластичным, хлеб
медленнее черствеет.

Крахмал, окисленный перманганатом калия, применяют в про-
изводстве желейных кондитерских изделий как заменитель агара
и пектина. Желейные изделия могут быть выработаны с приме-
нением только одного студнеобразователя — окисленного карто-
фельного крахмала, или в сочетании с агаром или агарондом.
Используют окисленный крахмал также для стабилизации моро-
женого, расходуя его около 1,5% к массе исходного продукта.
Применение модифицированного крахмала в этом случае позво-
ляет заменить дефицитный и дорогой агароид. Окисленный пер-
манганатом калия крахмал используют в качестве исходного
сырья при производстве набухающего крахмала для приготов-
ления сухих смесей мороженого, а также для выработки пищевых
декстринов, не содержащих химических реагентов.

Для приготовления продуктов питания разрешено использовать
крахмал, окисленный гипохлоритом натрия, при введении реагента
не более 5,5% (по активному хлору) к массе крахмала и содер-
жании в конечном продукте не более 1,1%' карбоксильных групп.

Окисленные крахмалы находят применение в производстве
бумаги для поверхностной проклейки, в результате которой на
поверхности бумаги образуется гладкая твердая пленка, закры-
вающая поры, что улучшает качество печати. В текстильной про-
мышленности описанные крахмалы используют для шлихтования
хлопчатобумажной, смешанной и синтетической пряжи. Окислен-
ные крахмалы образуют на тонкой пряже плотное эластичное
покрытие.

Окисленные крахмалы успешно используют для подкрахмали-
вания белья в прачечных и в быту. В строительной промышлен-
ности нх применяют в производстве изоляционного картона,
звукоизоляционной плитки.

За рубежом окисленные крахмалы применяют для приготов-
ления жидкой панировки, используемой прн обжаривании рыбы
и мяса в производственных условиях.

Набухающие крахмалы. К этой группе модифицированных
крахмалов относят те, которые прошли влаготермическую обра-
ботку, вызвавшую частичное или полное необратимое разрушение
•структуры зерен крахмала. Обработанные крахмалы могут либо
сохранять исходную зернистую структуру, либо в результате пол-
ного или частичного разрушения структуры и последующей
обработки приобрести новую вторичную структуру (например,
клейстернзация и высушивание клейстера в тонком слое на горя-
чих вальцах). Модифицированные крахмалы этой группы обла-
дают способностью набухать в холодной воде и полностью или
частично переходить в растворимое состояние.

На свойства набухающих крахмалов существенное влияние
оказывает толщина высушенных пленок. Свойства набухающих,
крахмалов зависят также от вида исходного сырья и условий его
обработки до клейстеризации и во время высушивания. Направ-
ленное изменение некоторых свойств набухающих крахмалов
осуществляют предварительной обработкой сырья химическими
реагентами или проведением влаготермической обработки крах-
мала в присутствии химических веществ (кислоты, щелочи, соли
неорганических веществ, антисептики и др.).

Технологическая схема производства набухающих крахмалов
приведена на рис. 113. Очищенную суспензию крахмала направ-
ляют в реактор 6, оснащенный мешалкой, и обрабатывают в слу-
чае необходимости химическими реагентами. При производстве
модифицированного крахмала для бурения в качестве химической
добавки используют алюмнниево-калиевые квасцы, при выра-
ботке пищевых набухающих крахмалов—-соли фосфорной кис-
лоты, набухающего крахмала для прачечных — соли борной
кислоты и др. Введение химических добавок облегчает дисперги-
рование набухающих крахмалов в воде, повышает их стабилизи-
рующее действие. Смешанная с реагентами суспензия крахмала
должна иметь концентрацию 40—42% и температуру около
40—45° С. Выдержка суспензии с реагентами производится в тече-
Рис. ИЗ- Схема производства набухающих
крахмалов

для

смесей

ние 15 мин, после чего насосом се подают на вальцовые сушил-
ки 1 для клейстеризации и высушивания. За рубежом на некото-
рых заводах предварительную клейстеризацию крахмала произ-
водят в отдельном специально сконструированном оборудовании.
Это позволяет существенно повысить производительность вальцо-
вых сушилок.

Тонкие пленки высушенного клейстера снимают с барабана
с помощью ножевого устройства 3. Пленки предварительно из-
мельчают в дробилках
бнльного типа 4, после чего
с помощью пневмотранспор-
та или шнеков 5 подают на
измельчители ударного дей-
ствия для тонкого измельче-
ния пленок. Набухающий
крахмал просеивают через
сита с отверстиями 0,5 мм
и упаковывают. Цехи по
производству набухающих
крахмалов должны быть
оснащены аспирационными
установками.

При производстве кар-
тофельного набухающего
предварительно окисленного

ного в качестве добавки, повышающей стабилизирующее действие
набухающего крахмала, используют метилцеллюлозу, которую за-
гружают в реактор с мешалкой и смешивают с водой температурой
85—95° С. Концентрация реагента должна составить 1%. Переме-
шивание метилцеллюлозы с водой производят до получения вязкой
жидкости, после чего ее подают в реактор, где смешивают с сус-
пензией крахмала и затем обрабатывают по описанной схеме.

При производстве набухающих крахмалов для литейного про-
изводства и для стабилизации влаги кондитерских пен в качестве
исходного сырья используют суспензию кукурузного крахмала
с содержанием белковых веществ 2—4% без применения хими-
ческих добавок.

Клейстеризацию суспензии крахмала и высушивание клей-
стера осуществляют па модернизированных вальцовых сушилках
СДА 1200/3600 с площадью поверхности барабана 14 м2. а также
на специально сконструированных для производства набухающих
крахмалов вальцовых сушилках фирмы «Гоуда» (Голландия)_
Вальцовые сушилки имеют по одному отдельно работающему
барабану, причем барабан сушилки СДА оснащен одним разрав-
нивающим валиком, а сушилки фирмы «Гоуда» — тремя вали-
ками 2, вращающимися навстречу сушильному барабану по часо-
вой стрелке, предназначенными для нанесения на барабан клей-
стера и разравнивания его (рис. 113). Зазор между валиками п
барабапом должен быть не более 1,8 мм. Четвертый валик, рас-
положенный над съемным ножом н вращающийся в том же на-
правлении, что и барабан сушилки (против часовой стрелки),
предназначен для предупреждения попадания клейстера на уча-
сток между ножом и валиком. Зазор между барабаном и четвер-
тым валиком составляет 3,5 мм. Все вспомогательные валики
установлены параллельно образующей сушильного барабана.
Обогрев барабанов сушилки производят насыщенным паром,
имеющим давление на сушилке СДА до 0,3 МПа, на сушилке
фирмы «Гоуда»—до 1,2 МПа. Производительность одного бара-
бана первой сушилки составляет 47 кг/ч по готовому продукту,
второй (при такой же площади нагрева)—до 300 кг/ч.

Качество готовых набухающих крахмалов оценивают по их
способности к набуханию, влагоудерживающей и стабилизирую-
щей способности, вязкости и растворимости. Качество готовой
продукции регламентируется техническими условиями на каждый
вид набухающего крахмала.

В пищевой промышленности набухающие крахмалы исполь-
зуют для производства пудингов быстрого приготовления, для вы-
работки безбелковых продуктов питания — хлеба, макарон, в сме-
сях для выпечки пирогов с кремовой начинкой, в мясных полу-
фабрикатах в качестве стабилизатора влажности и для других
целей.

Набухающие крахмалы широко применяют для брикетирова-
ния корма, агломерации различных продуктов — порошка руд,
угля и т. п_, в нефтяной и газовой промышленности в качестве
стабилизаторов глинистых растворов для бурения скважин; их
используют как пластификатор и удержатель избыточной влаги
формовочных смесей при работе на автоматических линиях,
например для отливки блоков автомобильных двигателей.

Замещенные крахмалы

Глюкозные остатки, из которых построены полисахаридные цепи крахмала,
содержат ряд реакционноспособных групп—концевые редуцирующие группы,
спиртовые группы у второго, третьего и шестого углеродных атомов. Способ-
ность этих групп вступать в реакции замещения с различными органическими
я неорганическими соединениями используют в промышленности для производ-
ства ряда модифицированных крахмалов, относящихся к группе замещенных
крахмалов, включающей простые и сложные эфиры исшитые крахмалы.
Последние получают в результате введения между’ двумя рядом расположен-
ными полисахаридными цепями поперечной связи или мостика и называют по-
перечносвязанными. Введение в молекулы полисахаридов крахмала
даже незначительного количества радикалов позволяет значительно изменить
свойства крахмала — повысить вязкость и стабильность их клейстеров, устра-
нить их тягучесть и липкость, повысить стабилизирующее действие, удерживае-
мость на волокнах целлюлозы, хлопка и на искусственных волокнах, усилить
пленкообразующую способность и т.п. Ниже приведены примеры методов
приготовления отдельных видов замешенных крахмалов

Эфиры крахмала и солей фосфорной кислоты. Различают монокрахмалофос-
фаты, представляющие собой эфиры, в которых одна гидроксильная группа
глюкозного остатка этерифицирована одной из кислотных групп остатка фос-
форной кислоты или ее солей, и дикрахмалофосфаты, в которых прошло взаимо-
действие гидроксилов глюкозных остатков разных цепей с двумя кислотными
группами фосфорной кислоты иля ее солей. Монокрахмалофосфаты приготов
ляют нагреванием крахмала с водорастворимыми фосфатами, солями орто-, пи
ро- или метафосфорной кислоты.

Образование мовокрахмалофосфата протекает по следующей схеме:

Для приготовления дикрахмалофосфатов используют триметафосфат натрия
хлорокись фосфора, пятихлористый фосфор или тиохлорид фосфора В продук
тах реакции при этом кроме дикрахмалофосфата могут содержаться моно- г
трикрахмалофосфаты. Взаимодействие крахмала с триметафосфатом протекав!
по следующей схеме.

Монокрахмалофосфаты образуют стабильные клейстеры, отличающиеся ПО'
вишенной прозрачностью, устойчивостью к замораживанию — оттаиванию
Дикрахмалофосфаты также образуют стабильные клейстеры, устойчивые к на
греванию и механическому действию. Клейстеры имеют низкую прозрачность I
иетянущуюся, короткокапельную консистенцию.

Фосфатные кукурузные крахмалы начинают клейстеризоваться значительна
раньше, чем природный крахмал. Клейстеры монокрахмалофосфатов имеют мак
симальную вязкость при температуре 65° С, дикрахмалофосфатов — при 75е С
Она значительно выше вязкости клейстера кукурузного крахмала. После до
стижепия максимума вязкость клейстера монокрахмалофосфатов резко падает
При охлаждении вязкость клейстеров фосфатных крахмалов возрастает (осо
бенно сильно у клейстеров дикрахмалофосфатов).

Технология производства монокрахмалофосфата показана на схеме XIV
Для производства фосфатного кукурузного крахмала (обычного или амилопек
тннового) используют растворы одно- и двузамещенного фосфорнокислого нат
рия и карбамида (мочевины). Расход их составляет от 6 до 27 кг на 1 т сухогс
крахмала. Для приготовления фосфатного крахмала используют очищенный сы
рой крахмал, полученный после удаления избыточного количества жидкой фа
зы на осушающей центрифуге

Сырой крахмал тщательно смешивают с отмеренным количеством pacreopoi
реагентов в смесителе. Смесь крахмала и реагентов высушивают в пневматиче
ской сушилке, просеивают и либо реализуют как фосфатный крахмал марки А
либо направляют в реактор для термической обработки. Крахмал марки А
представляет собой механическую смесь полисахарида и реагента. Полезные
свойства эгого продукта проявляются при проведении тепловой обработки из
делий у потребителя, компонентом которых является фосфатный крахмал мар
ки А Фосфатный крахмал марки Б приготовляют термической обработкой npi
перемешивании фосфатного крахмала марки А при 130° С в течение 60 мин н.п
при температуре 160—170° С в течение 30 мин. Для термической обработки нс
пользуют декстринизаторы периодического или непрерывного действия. После
Крахмал

Вода Реагент

*	4

Дозирование крахмала	Сборник

I	Т,	1

----------- , —---------------------------Дозирование реагента
Смешивание

Высушивание

Сход-*--Цюсеивание------------------Упаковка

4	4

Термическая обработка Крахмалофосфат марки А
4

Охлаждение

п ----------------1 г

Просеивание ----------—Сход

Упаковка I Измельчение

Крахмалофосфат марки Б

Схема XIV. Схема производства фосфатного крахмала

завершения термической обработки фосфатный крахмал охлаждают, просеивают
и направляют иа упаковку.

Фосфатный крахмал марки А имеет цвет от белого до белого с желтова-
тым оттенком, марки Б — от кремового до палевого, содержание фосфора 0,6
и 0,5, золы 1,3 и 1,0% к сухим веществам продукта соответственно. Фосфатный
крахмал марки А используют в производстве мучных кондитерских изделий.
Фосфатный крахмал марки Б используют для приготовления майонезов, под-
ливки, кремов, соусов, продуктов детского и диетического питания. При замо-
раживании — оттаивании клейстеры природных крахмалов обнаруживают не-
обратимую ретроградацию. Фосфатные крахмалы образуют клейстеры, ста-
бильные к замораживанию, поэтому их используют для стабвлизации и загуще-
ния пищевых продуктов, сохраняемых в замороженном виде. После обработки
иа вальцовых сушилках фосфатный крахмал хорошо восстанавливается в клей-
стер Такой крахмал применяют для производства пудингов.

В качестве связующего вещества фосфатный крахмал используют при при-
готовлении форм в литейном производстве, для проклейки бумаги. В качестве
осадителя окислов железа фосфатный крахмал применяют при флотационном
обогащении руд.

Ацетилированные крахмалы. Для приготовления этих пндов модифициро-
ванных крахмалов используют ледяную уксусную кислоту, уксусный ангидрид
и другие реагенты. Ацетилированный крахмал (ацетат крахмала) не является
химически однородным соединением, а представляет собой смесь продуктов, об-
ладающих различными свойствами Прн максимальной степени ацетилирования
в каждом глюкозном остатке три гидроксильные группы образуют эфирные
спязп с остатками уксусной кислоты Триацетат крахмала теоретически со-
держит 44,8% ацетильных групп по массе безводного остатка глюкозы. В про-
мышленных условиях вырабатывают обычно ацетаты крахмала с низкой сте-
пенью замещения. Они обладают способностью образовывать стабильные, про-
зрачные клейстеры, при высыхании которых образуются прочные пленки. Введе-
ние ацетильных групп повышает стабилизирующее действие крахмала, задержи-
вает старение клейстеров.

Ацетилирование крахмала может быть проведено путем нагревания смеси
25—100 частей ледяной уксусной кислоты со 100 частями крахмала и выдер-
живания при температуре 100° С в течение 5—13 ч Содержание ацетильных
групп в приготовленном модифицированном крахмале прн этом колеблется от
3 до 6% в зависимости от дозировке кислоты и времени обработки Получен-
ный ацетат крахмала имеет зернистую форму, нерастворим в холодной воде, но
хорошо растворяется при температуре 95—100° С. Избыток кислоты отделяют
800
«-от ацетата крахмала промыванием в холодной воде. Промытый модифицирован-
ный крахмал высушивают.

При ацетилировании происходит не только образование сложного эфира,
то и деструктивное расщепление крахмала. Добавлением к уксусной кислоте
минеральных кислот можно усилить процесс деструкции, что позволяет регу-
лировать свойства приготовленных ацетатов крахмала.

В пищевой промышленности ацетаты крахмала низкой степени замещения
используют в качестве загустителей. Модифицированный крахмал этого типа
сохраняет свои свойства при низких значениях pH и высоких температурах и
различных механических воздействиях. Такого типа крахмалопродукты обра-
зуют клейстеры, устойчивые при хранении, замораживании и оттаивании.

Для улучшения структурно-механических свойств студней ацетилирование
крахмала комбинируют с введением в полисахаридные цепи поперечных связей.
Поперечные связи повышают устойчивость клейстеров к действию высоких тем-
ператур, перемешиванию и низким значениям pH. Поперечносвязанные ацетили-
рованные крахмалы используют при производстве консервированных, заморо-
.женных, выпекаемых и сухих продуктов питания. Ацетилированные крахмалы
л осле предварительной клейстеризации и высушивания применяют в сухих сме-
-сях кремов и начинок.

В текстильной промышленности ацетаты крахмала используют для шлихто-
вания синтетической и смешанной пряжи, а в сочетании с другими соединения-
ми— для отделки тканей. В бумажном производстве эти модифицированные
жрахмалы применяют для поверхностной проклейки бумаги, что увеличивает ее
поверхностную прочность, повышает устойчивость к истиранию, действию
растворителей и жиров, обеспечивает приклейку волокон к бумаге, улучшает
-качество печати.

Оксиалкированные крахмалы. В промышленных условиях производят два
лида модифицированных крахмалов этого типа — оксиэтил- и оксипропилкрах-
малы. Этерификации подвергают крахмал при температуре ниже точки его
клейстеризации, используя окись этилена (СНДгО или окись пропилена

О

"СН8—CH —> CHS. Реакция протекает в щелочной среде.

Введение в крахмал оксиалкильных групп даже при низкой степени заме-
щения (0,05—0,1 группы иа один глюкозный остаток) снижает температуру
клейстеризации крахмала, увеличивает скорость набухания и диспергирования
.зерен при нагревании, повышает прозрачность клейстера, снижает его студне-
-образующую способность и склонность к ретроградации. Образовавшиеся эфир-
ные связи устойчивы к действию кислот, щелочей и слабых окислителей.

При производстве оксиалкилкрахмалов используют очищенную суспензию
крахмала коицеитрацией 40—45% сухих веществ. В смесь вводят раствор ще-
-лочи или щелочноземельного металла к растворяют в ней окись этилена или
пропилена. Реакцию проводят при температуре не выше 50° при постоянном
перемешивании в герметично закрытом оборудовании в течение нескольких ча-
сов. После завершения реакции оксиалкилкрахмал отделяют фильтрацией и в
случае необходимости промывают водой. Сырой оксиэтилкрахмал высушивают,
просеивают и упаковывают.

Оксиэтилкрахмал применяют в бумажной промышленности для поверхио-
стной проклейки и покрытия бумаги, а также для проклейки в массе. Этот вид
замещенных крахмалов используют также в клеевых композициях, например
при склеивании гофрированного картона. В текстильной промышленности иизко-
.замещеииый оксиэтилкрахмал применяют для шлихтования основы, а также
для отделки тканей и нанесения перманентных покрытий.

В пищевой промышленности низкозамещениые крахмалы используют для
приготовления начинок пирогов, салатных приправ и загустителей.

Сшитые крахмалы. Образование поперечных связей (сшивок) между поли-
сахаридными цепями крахмала производят с помощью различных полифунк-
•циоиальных реагентов. Широкое распространение получили формальдегид, хлор-
окись фосфора, эпихлоргидрин и триметафосфат натрия. Последние два реа-
тента используют для производства сшитых крахмалов, предназначенных для
•.приготовления пищевых продуктов. К сшитым крахмалам относится дикрахма-
лофосфат. Введение поперечных связей приводит к упрочению трехмерной сет-
ки клейстеров крахмала, повышает их устойчивость к механическому воздейст-
вию, к тепловой обработке, снижает их растворимость. Увеличение числа по-
перечных связей может сделать крахмал нерастворимым в воде при нагревании.

Часто для приготовления сшитых крахмалов, особенно амилопектинового'
кукурузного крахмала, клейстеры которого имеют нестабильную вязкость и
высокую тягучесть, используют эпихлоргидрин. Обработку крахмала проводят
в щелочной среде, вводя незначительное количество реагента (например, 0,05—
0,1 г эпихлоргидрина на 100 г крахмала). Достаточно образования одной по-
перечной связи иа 1000 глюкозных остатков крахмала, чтобы существенно из-
менить свойства его клейстера. Введение поперечных связей в крахмал
восковидиой кукурузы устраняет тягучесть его клейстеров, стабилизирует вяз-
кость, повышает устойчивость продуктов, стабилизированных этим крахмалом, к
изменению температур, замораживанию и оттаиванию, действию срезывающих
усилий.

Реакцию образования поперечных связей проводят в течение 10—20 ч при
температуре 25—50° С. Повышение температуры ускоряет реакцию. Пойле за-
вершения реакции крахмальную суспензию нейтрализуют кислотой и жидкую
фазу отделяют фильтрацией, в случае необходимости продукт промывают во-
дой и сушат.

Сшитые крахмалы используют в пищевой, бумажной, текстильной и в дру-
гих отраслях промышленности в тех случаях, когда требуется повысить устой-
чивость полисахаридных цепей к разрушению в результате теплового или меха-
нического воздействия.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА
КРАХМАЛА

Глава I. ПРОИЗВОДСТВО ДЕКСТРИНА

i.	ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Декстрин является продуктом, приготовляемым путем расщеп-
ления и изменения структуры полисахаридов в зернах сухого крах-
мала в результате термической обработки в присутствии катализа-
тора или без него. В качестве катализатора, ускоряющего термиче-
скую деструкцию крахмала, используют соляную, азотную и дру-
гие кислоты, щелочи и соли (например, алюминиево-калиевые
жвасцы). В результате обработки крахмал претерпевает сложные
.превращения, включающие ряд химических реакций.

На первых этапах нагревания (до температуры 130° С) идет
простая сушка крахмала с потерей всей капиллярной и части свя-
занной влаги. В присутствии катализаторов протекает реакция де-
полимеризации полисахарида. Дальнейшее повышение температу-
ры приводит к ускорению расщепления полисахаридных молекул,
необратимому отделению воды, изменению структуры углеводов.

При термической обработке крахмала (пиролизе) происходит
образование левоглюкозана, который подвергается дальнейшему
превращению. При полимеризации левоглюкозан в состоянии об-
разовывать а- и р-1,6, Р-1,4- и р-I,2-связи, что приводит к раз-
ветвлению молекул полисахаридов. Возможны и другие пути обра-
зования новых ветвлений у полисахаридов при декстринизации
крахмала.

Превращение моно- и олигосахаридов, а также декстринов, про-
текающие с образованием новых а- и р-1,6-, 1,2-, 1,3- и 1,4-связей,
называют рекомбинацией, или трансглюкозидироваиием

При тепловой деструкции крахмала происходит расщепление
а-1,4- и сс-1,6-глюкозидных связей полисахаридов крахмала. Наря-
ду с этим при декстринизации имеет место отрыв молекул воды
от глюкозных остатков с образованием их ангидридов. Последнее
-способствует образованию новых поперечных глюкозидных связей
между соседними полисахаридными, как правило, укороченными
-цепями.

В декстрине, приготовленном без катализаторов (бритиш гум-
ми) со средней степенью полимеризации 66 ангидроглюкозных еди-
ниц (АГЕ), установлено наличие 4—5 ветвлений на одну молеку-
лу, каждая ветвь включает 5 АГЕ. Такой декстрин имеет предел
^-амилолиза 22%, тогда как для крахмала 55% (предел р-амило

Ж
лиза — количество мальтозы, получаемой при расщеплении боко-
вых ветвей полисахаридов р-амилазой).

При декстринизации (рис. 114) растет растворимость крахмала
(кривая 1), его цветность (кривая 2) и падает вязкость клейсте-
ров (кривая 3). В начальный период процесса преобладает реак-
ция расщепления полисахаридов, что сопровождается увеличением.

Рис. 114. Изменение некоторых свойств
крахмала в процессе декстринизации.

редуцирующей способности.
Увеличение продолжительно-
сти декстринизации приводит
к ускорению процессов реком-
бинации структуры полисаха-
ридов и образованию молекул
декстрина. Образование новых
связей, в том числе и попереч-
ных, у сильно разветвленного
низкомолекулярного декстри-
на задерживает рост его рас-
творимости, падение вязкости,
снижает содержание редуци-
рующих веществ, ускоряет об-
разование красящих веществ.

2.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ДЕКСТРИНА

В зависимости от условий обработки может быть приготовлен
декстрин с разной степенью расщепления крахмала. Декстрин на-
ходит широкое применение в различных отраслях народного хо-
зяйства, главным образом для приготовления клеящих средств.

В качестве исходного сырья для производства декстрина ис-
пользуют в основном картофельный и кукурузный крахмалы. Тех-
нологическая схема производства декстрина приведена на схе-
ме XV.

Высушенный крахмал поступает в резервные емкости завода,
производящего декстрин. Транспортирование крахмала в произ-
водстве декстрина осуществляют пневматическим или механиче-
ским способом, применяя в последнем случае шнеки и нории. При
механическом транспортироваиии имеется большая опасность за-
пыления рабочих помещений, чем при пневматической транспор-
тировке под разрежением. Подкисление сухого крахмала осуще-
ствляют обычно с помощью летучей кислоты в оборудовании не-
прерывного действия. Подкисленный крахмал выдерживают в бун-
керах в течение 12—24 ч. После отлежки крахмал предваритель-
но подсушивают до влажности 3%, а затем подвергают декстри-
низации, Термическую обработку крахмала производят в декстри-
низаторах непрерывного или периодического действия. При этом
крахмал нагревают и выдерживают определенное время при раз-
ной температуре от 125 до 180° С, что обеспечивает требуемую сте-
пень расщепления крахмала. После завершения термической обра*
ботки декстрин охлаждают,
увлажняют и просеивают.
В зависимости от условий тер-
мической обработки предприя-
тия СССР вырабатывают из
картофельного и кукурузного
крахмалов белый, палевый и
желтый декстрин.

3. ПОДКИСЛЕНИЕ СУХОГО
КРАХМАЛА

Введение кислоты позво-
ляет существенно ускорить
процесс декстринизации и по-
лучить конечный продукт с за-
данными свойствами. При
подкислении стремятся равно-
мерно распределить кислоту в
крахмале, поэтому применяют
форсуночное распыление кис-
лоты над перемешиваемым
крахмалом. Станция подкис-
ления крахмала должна иметь
расходный фарфоровый или из
другого кислотостойкого мате-
риала сборник кислоты, ком-
прессор для подачи сжатого

Сухой очищенный
крахмал

I

Дозирмс-ие крахмале

Подкисление крахмала

Отлежка ловкие..-иного

крахмала

ПзеЗварительнее говсу&нванш

крахмала

Декстринизация коохмало

-4—:-i

Охлаждение декетайна-' 1

I

Увлажнение декстрина	[

Просеивание декстрина.'-

(	!

Сметивание и упаковка
декстрина

I

Декстрин Высших сортов

Дозирование киелопнл

Аспирационная
система

—— Крупно

I
'измельчение
крупка

I

'Просеивание
крупки

Упаковка декстри-
на второго сорта

Схема XV. Схема производства дек-
стрина.

воздуха, распылительные фор-

сунки и перемешиватель для крахмала. Сборник кислоты имеет
водомерное стекло с делениями, по которым контролируют поча-
совой расход реагента. Форсунки устанавливают непосредственно
над крахмалом, перемешивание крахмала осуществляют либо в
обычном шнеке, либо в специальном смесителе. При производстве

Таблица 72. Нормы расхода соляной кислоты плотностью 1,135 иа 100 кг
сухих веществ крахмала и рекомендуемые режимы обработки

Вид декстрина	Расход соляной кислоты		Температура, °C	Продолжи- тельность обработки, ч
	Г	мл		
Картофельный белый	420—460	370—410	125	2,75
палевый	380—420	335—370	155	3,25
желтый	350—400	310—350	155	3,50
Кукурузный белый	460—500	400—440	125	2,75
палевый	ФХ)—150	350—400	155	3,25
желтый	380—420	335—370	155	3,50
разных по свойствам декстринов расходуют разный объем кисло-
ты при одинаковой ее концентрации (табл. 72).

При производстве декстрина необходимо учитывать состав и
свойства перерабатываемого сырья. Чем выше кислотность крах-
мала и ниже его pH, тем меньше расходуют кислоты на подкисле-
ние крахмала. Для более равномерного распределения кислоты в
крахмале и диффузии ее в глубь зерен подкисленный крахмал на-
правляют в бункера для отлежки в течение 12—24 ч. Выдержи-
вание крахмала в бункерах обеспечивает получение декстрина с
требуемыми свойствами.

-4. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОДКИСЛЕННОГО КРАХМАЛА

Тепловая обработка подкисленного крахмала протекает в два
этапа. На первом осуществляется предварительное подсушивание
крахмала до остаточной влажности 2—3%. Температура нагрева-
ния крахмала при этом, особенно в начальный период, не выше
<60° С. На втором этапе при температуре выше 125° С происходит
декстринизация крахмала. Для проведения термической обработ-
ки может быть использовано разное оборудование. При проведе-
нии подсушивания и декстринизации крахмала непрерывным ме-
тодом обе операции осуществляют в паровых барабанных аппа-
-ратах непрерывного действия.

Для глубокого подсушивания крахмала, обеспечивающего
^уменьшение содержания влаги с 20 до 2—3%, крахмал обрабаты-
вают в барабанной сушилке, оснащенной пучком вращающихся па-
ровых труб (частота вращения 10 об/мин), расположенных внут-
ри неподвижного барабана (см. рис. 87). Вдоль пучка труб при-
варены полосы углового железа, к которым прикреплены лопат-
ки, размещенные под углом к образующей барабана сушилки. При
вращении паровых трубок лопатки перемещают крахмал вдоль ба-
рабана сушилки. Температура нагревания крахмала в сушилке ре-
гулируется температурой пара, используемого для высушивания
крахмала, которая может колебаться от 130 до 180° С. Высушен-
ный в течение 1 ч продукт выгружают в приемную воронку пнев-
матического транспорта и по трубопроводу через циклон и шлю-
зовой затвор передают в декстринизатор. При длине барабана 8 м
н диаметре 1,2 м производительность его 12,5 т/сут по дек-
стрину.

Предварительное непрерывное подсушивание крахмала перед
декстринизацией может быть осуществлено в комбинированной
.аэрофонтанной сушилке КАС-1100, имеющей производительность
по испаренной влаге 80 кг/ч. Температура воздуха на входе в су-
шилку должна составлять 115° С.

Для непрерывной декстринизации подсушенного крахмала ис-
пользуют барабанные сушилки разной конструкции.

Аппаратом непрерывного действия является барабанный дек-
стринизатор марки РЗ-ПНД (рис, 115). Декстринизатор включает
в себя барабан /, обогреваемый с помощью рубашки 2 паром дав-
-306
лением 0,8—1,0 МПа, полых дисков 3 и полого вала 4, также обо-
греваемых паром. Подачу крахмала на декстринизацию произво-
дят с помощью питающего шнека 5. Отсос выпаренной влаги из
декстринизатора осуществляют вентилятором 7 через циклон 6.
Производительность аппарата по готовому декстрину 15—18 т/сут,
расход пара 450—500 кг/ч, частота вращения ротора—9—
28 об/мин.

Рис. 115. Схема декстринизатора непрерывного действия марки РЗ-ПНД.

Применение сушилок для крахмала и декстринизаторов непре-
рывного действия позволяет организовать полностью непрерывный
процесс производства декстрина, обеспечить его механизацию, ав-
томатизацию контроля н управления.

Оба этапа тепловой обработки подкисленного крахмала могут
быть проведены и в одну ступень в одном и том же аппарате. Для
проведения процесса одноступенчатой термической обработки под-
кисленного крахмала используют вертикальные цилиндрические
декстринизаторы 1 (рис. 116), имеющие мешалку с ннжиим при-
водом 5 и лопастями 4 н паровую рубашку 3 для подогрева. Па-
ровая рубашка имеет штуцер 2 для предохранительного клапана
и манометр 6. Мешалка декстринизатора имеет частоту вращения
25—30 об/мин. Продолжительность обработки крахмала в таком
аппарате, вмещающем 400 кг исходного сырья, 4 ч.

Процесс декстринизации крахмала протекает в две стадии: сна-
чала продукт теряет преимущественно капиллярную и часть ад-
сорбциоино удержанной влаги, влажность крахмала снижается до
2—3°/о. затем начинается активная декстринизация крахмала с
протеканием процессов деполимеризации, пиролиза и образова-
нием новых глюкозидных связей, усиливающих ветвление полиса-
харида. Следует отметить, что первый процесс имеет место и на
.начальном этапе обработки, когда продукт нагревается примерно
до температуры 110° С. Уже в начале декстринизации продукт не
дает с йодом интенсивного синего окрашивания. По мере декстри-
низации происходит изменение окраски йодной пробы (0,1 г про-

’Рис. 116. Декстринизатор периоди-
ческого действия.

дукта размешивают в 5 мл горя-
чей воды и затем приливают
95 мл холодной воды, часть при-
готовленного раствора вливают в
пробирку и в последнюю вносят
одну каплю 0,1 н. раствора
йода) — при растворении декст-
рина около 50% йодная проба
имеет фиолетово-красный цвет,
при 62,5% — красно-коричневый.
После встряхивания пробирки в
первом случае раствор имеет сла-
бый фиолетовый цвет, во втором
окраска исчезает.

После окончания реакции дек-
стринизации декстрин приобре-
тает заданный цвет, требуемую

растворимость и клеящую спо-
собность. Обогрев аппарата прекращают и декстрин быстро вы-
гружают в охладитель. Недостатком таких аппаратов является их
периодическое действие.

5.	ОХЛАЖДЕНИЕ ДЕКСТРИНА

Цель этой операции — предупреждение дальнейшего потемне-
ния декстрина и сохранение требуемых его свойств. На первом
этапе охлаждение декстрина производят до температуры ниже
100° С. Для охлаждения декстрина могут быть использованы длин-
ные (до 15 м) шнеки, имеющие рубашку, куда подают холодную
воду. Декстрин может быть также охлажден в вертикальном ци-
.линдрическом аппарате с восходящим потоком холодного воздуха.
В аппарат декстрин вводят через питатель, установленный на верх-
ней крышке, протирая его через горизонтально установленное ме-
таллическое сито. Пройдя через сито, декстрин опускается вниз,
навстречу холодному воздуху и после охлаждения попадает в шнек
и выводится из аппарата.

При проведении непрерывных процессов декстринизации и ох-
лаждения горячий декстрин пневмотранспортом направляют через
циклоны и шлюзовые затворы в цилиндрические резервуары-охла-
дители. В верхней части резервуаров под крышкой установлены вра-
щающиеся диски, на которые из шлюзовых затворов поступает го-
рячий декстрин. В результате вращения дисков происходит распы-
ление декстрина по всему объему охладителя. Декстрин медлен-
но оседает в резервуаре, имеющем коническое днище. Охлажден-
308
ный декстрин поступает в приемную воронку пневмотранспорта,
работающего под разрежением, и передается на следующую стан-
цию завода. Часть декстрина может быть при этом возвращена на
повторное охлаждение. Иногда охлаждение декстрина производят
в перемешивателях с водяной рубашкой.

6.	УВЛАЖНЕНИЕ ДЕКСТРИНА

После декстринизации содержание влаги в декстрине состав-
ляет 0,5—0,6%. Декстрин гигроскопичен и быстро набирает влагу
из воздуха, увеличивая при этом свой объем. Поэтому в соответ-
ствии с требованиями стандарта декстрин увлажняют на специаль-
ных установках до содержания влаги 5% В некоторых зарубеж-
ных странах влажность декстрина повышают до 10%. Увлажнение
декстрина производят с помощью смеси воздуха и водяного пара
или тонкораспыленной водой. Для этой цели используют такие
же цилиндрические башни, как и для охлаждения. Пульверизато-
ры, подающие в аппарат тонкораспыленную воду, устанавливают
непосредственно над вращающимися дисками, предназначенными
для равномерного распыления декстрина во всем объеме аппарата.
Коническое днище башни заканчивается патрубком, присоединен-
ным к пневмотранспорту, через который отсасывается увлажнен-
ный декстрин. Часть декстрина при необходимости возвращают в
башню на повторное увлажнение.

7.	СМЕШИВАНИЕ, ПРОСЕИВАНИЕ И УПАКОВКА ДЕКСТРИНА

Различные партии декстрина могут отличаться по качеству.
Поэтому на заводах должна быть обеспечена возможность произ-
водить смешивание и отлежку отдельных партий декстрина для
получения равномерного по качеству и влажности продукта и пре-
дусмотрено специальное отделение для хранения, смешивания и
транспортирования декстрина, оборудованное пневматическим
транспортом и бункерами. Все оборудование должно быть тща-
тельно герметизировано и в необходимых местах подключено к
аспирационной системе.

Для удаления из декстрина крупных примесей используют
плоские рассевы или бураты. Декстрин сначала просеивают через
латунное плетеное сито № 60. Окончательное выделение крупки
из декстрина производят путем просеивания через капроновое сито
№ 58. Крупку измельчают в мельницах ударного действия и ис-
пользуют для выпуска низкосортного декстрина.

Смесь крахмала и декстрина, улавливаемую в ловушках над
декстриновыми аппаратами, используют для обмазки хлопчатобу-
мажных мешков с готовой продукцией с целью уменьшения рас-
пыла декстрина при транспортировании. Декстриновую и крах-
мальную пыль из аспирационных систем возвращают в производ-
ство.
При влажности сухого кукурузного крахмала 13% и готового
декстрина 5% расход сухого крахмала на I т декстрина колеблет-
ся от 1,125 до 1,190 т; расход картофельного крахмала начальной
влажностью 20% составляет 1,234 т.

Готовый декстрин упаковывают в чистые и сухие лыю-джуто-
кенафные мешки по 50 и 80 кг или в четырехслойные бумажные
непропитанные мешки по 30—40 кг. Мешки с декстрином заши-
вают машинным способом, завязывание мешков не допускается.
Хранят декстрин в хорошо проветриваемых складах, недоступных
для проникновения влаги. Относительная влажность воздуха в
складах, где хранится декстрин, не должна превышать 75%.

В.	КАЧЕСТВО ДЕКСТРИНА

Показатели качества декстрина регламентированы требования-
ми ГОСТ 6034—74 (табл. 73). В соответствии со стандартом пре-
дусмотрен выпуск декстрина белого, палевого (светло-желтого) и
желтого трех сортов — высшего, I и II. Влажность, кислотность и
степень растворимости декстрина II сорта должны быть такими
же, как у декстрина высшего и I сорта. Остальные показатели ка-
чества декстрина II сорта не нормируются. Влажность декстрина
должна быть не более 5% (по согласованию с потребителем до-
пускается 10%). Клеящая способность кислотного кукурузного
декстрина высшего и I сорта, определенная с помощью разрывной
машины типа РТ-250, должна быть не менее 1,5 кг, картофельно-
го— не менее 3,0 кг, для бескислотного декстрина (так назы-
ваемого квасцового декстрина, приготовляемого с помощью алю-
миниево-калиевых кваспов), — 5 кг, независимо от вида крахма-

Таблица 73. Показатели качества белого, палевого и желтого декстрина

		
	1	сор |	

Содержание общей золы, % СВ, не более		
декстрин кислотный		
картофельный	0,4	0,6
кукурузный декстрин бескислотный	0,22	0,33
картофельный	0,6	0,8
кукурузный	0.4	0.6

Кислотность, мл О, I н. раствора NaOH на 100 г СВ
декстрина, не более

декстрин кислотный		
картофельный	50	50
кукурузный декстрин бескислотный	40	40
картофельный	70	70
кукурузный  Количество крапин на I дм2 поверхности декстрина при рассмотрении невооруженным глазом, не более	60	60
декстрин картофельный	500	1000
» кукурузный	500	1000
ла. В декстрине, кроме того, регламентированы предельное содер-
жание золы, крапин, кислотность. Ограничительные пределы этил
показателей одинаковы для белого, палевого и желтого декстрина
(табл. 73).

Одним из важных показателей, характеризующих степень дек-
стринизации крахмала, является растворимость декстрина при тем-
пературе 20° С. Для белого декстрина она составляет не менее
-62%, палевого — 78, желтого 95%. Декстрин не должен содер-
жать посторонних примесей.

V. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДЕКСТРИНА

Декстриновая пыль вредна для здоровья и взрывоопасна. По
этому декстриновые заводы должны иметь герметизированное обо
рудование и децентрализованную аспирацию. По пожарной опас
ности декстриновое производство отнесено к категории Б. Все обо
рудование, течки, трубопроводы должны иметь падежное заземле
ние. Вращающиеся части машин должны быть обеспечены специ
-альпыми заземляющими устройствами, тепловыделяющие поверх
ности тщательно изолированы.

Электроосветительная арматура и приборы должны иметь пы
ленепроницаемое исполнение, а электродвигатели и пускатели —
.закрытое обдуваемое. В помещениях и внутри оборудования запре
оцаются работы с огнем, проведение электрической и газовой свар
жи, курение. Не допускается скопление пыли. Каждую смену про
изводится тщательное удаление осевшей пыли с помощью шланго!
•с насадками, подключенных к аспирационной системе

Более подробно меры предупреждения возникновения пожарг
я взрыва пыли приведены в главе VIII (см. раздел «Техника без
’Опасности. Борьба с пылью»).

Глава II. ТЕОРИЯ ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА *

Патока и кристаллическая глюкоза представляют собой про
лукты гидролитического расщепления крахмала, поэтому реакцш
гидролиза (осахаривания) являегся основной в данных произвол
ствах В той или иной мере она всегда сопровождается реакция
ми реверсии и разложения глюкозы. Превращения углеводов в про
цессе гидролиза крахмала имеют сложный характер и для созна
тельного управления ими необходимо знание химизма и кинети
ческих закономерностей.

* Глава написана в основном по опубликованным работам проф д ра техн
шаук В. А Смирнова.
1.	ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ УГЛЕВОДОВ В ПРОЦЕССЕ КИСЛОТНОГО
ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА

Осахаривание крахмала

В крахмало-паточном производстве обычно крахмал гидролизу-
ют в виде крахмальной суспензии при температуре 100—150° С,
применяя в качестве катализатора соляную или серную кислоту.
Сначала происходит ослабление и разрыв ассоциативных связей
между макромолекулами амилопектина и амилозы, что сопровож-
дается нарушением структуры крахмальных зерен и образованием
гомогенной массы. При дальнейшем действии кислоты в полиса-
харидах разрываются валентные а-1,4- и а-1,6-глюкозидные связи
и по месту' разрыва связи присоединяется молекула воды.

В пределе — при разрыве всех глюкозидных связей — присоеди-
няется п— 1 молекул воды (где п — число глюкозных остатков в
макромолекулах амилопектина и амилозы, или степень полимери-
зации СП) и образуется п молекул глюкозы. Так как п очень ве-
лико, то числовое значение п—1 будет мало отличаться от п и ре-
акция гидролиза крахмала может быть выражена следующим хи-
мическим уравнением:

(C4HJ0O5)n »гН2О — nCeH12Oe

или после исключения п:

QH1A -U н2о = сбн12ов-

162	18	180

Отсюда теоретический выход глюкозы в процессе гидролиза со-
ставляет (180 : 162) -100=111,1% к массе крахмала.

Растворяется крахмал сравнительно быстро, гидролизуется же
медленнее, и так как глюкозидные связи одновременно разрыва-
ются в различных частях молекул амилопектина и амилозы, обра-
зуются промежуточные продукты — декстрины, олигосахариды, в
том числе дисахариды мальтоза и а-гентиобиоза, Глюкозидные
связи а-1,6 приблизительно в четыре раза прочнее, чем а-1,4, по-
этому они разрываются позже и а-гентиобиоза появляется в гид-
ролизатах лишь на конечной стадии гидролиза.

В процессе гидролиза крахмала нарастает количество свобод-
ных альдегидных групп, уменьшаются степень полимеризации и
удельное вращение углеводов гидролизата (табл. 74).

г По мере расщепления крахмала синяя окраска раствора йода,
(характерная для растворимого крахмала, постепенно перехо-
дит в сине-фиолетовую, а затем вишнево-красную, характерные со-
ответственно для амило- и эритродекстринов. При образовании
ахроодекстринов цвет йодного раствора от добавления гидролиза-
та уже не изменяется и остается таким до конца гидролиза крах-
мала. Амилодекстрины осаждаются 40%-ным спиртом, эритродек-
стрины — 65%-ным, ахроодекстрипы и олигосахариды не осажда-
ются даже 96%-ным спиртом. Подразделение декстринов на ами-
ло-, эритро- и ахроодекстрипы по окраске с йодом и осаждению
312
Таблица 74. Изменение свойств углеводов в процессе гидролиза

Углевод	Молеку- лярная масса	Степень полиме- ризации	к” град	Редуциру- ющая способ- ность (РВ), %
Растворимый крахмал	208000	1300	199.7	0,073
Амилодекстрины	10000	61	196	0,5
Эритродекстрины	6000	38	194	2.5
Ахроодекстрины	3 200	20	192	5
Тетрасахариды	661	4	168	25
Трисахариды	504	3	164	33
Мальтоза	342	2	136	60
Глюкоза	180	1	52,5	100

спиртом условно, так как каждая из этих групп представляет со-
бой смесь углеводов с молекулярной массой, различающейся в
•определенных пределах.

По одному или нескольким из приведенных выше показателей
можно количественно контролировать течение гидролиза крахмала.
На заводах пользуются более быстрыми экспресс-методами —
йодной и спиртовой пробами. В производстве патоки гидролиз пре-
кращают по достижении заданной степени осахаривания; в произ-
водстве кристаллической глюкозы, чтобы получить больший выход
продукта, гидролиз проводят возможно полнее, поэтому в паточ-
ном производстве пользуются йодной, а в глюкозном — спиртовой
пробой с последующим доосахариванием.

Иодная проба заключается в следующем. В стеклянную про-
бирку наливают 5/е объема воды, добавляют 2—3 капли 2,5%-ко-
го раствора йода и хорошо перемешивают, затем осторожно по
стенке вводят 3—4 капли

гидролизата и наблюдают за
окраской. В зависимости от
содержания* в гидролизате ре-
дуцирующих- веществ раствор
йода становится при 36—39%
вишневым, иногда с фиолето-
вым оттенком, при 40—42% —
малиновым или оранжевым,
при 43—45% —светло-оран-
жевым. Более точно заданную
степень осахаривания устанав-
ливают сравнением окраски
пробы с окраской эталонов,
которые готовит заводская
лаборатория из нейтрализо-
ванного гидролизата с извест-
ным содержанием редуцирую-
щих веществ.

Рис. 117, Зависимость содержания
углеводов от степени гидролиза
крахмала.
Состав углеводов гидролизата в условиях гидролиза, принятых
на паточных заводах, почти не зависит от темпер а туры, вида и
концентрации кислоты и является производной лишь от общей
редуцирующей способности, выраженной в эквивалентах глюкозы.
Уже в самом начале в гидролизате присутствуют все указанные
продукты осахаривания, но преобладают декстрины (рис. 117,
кривая /). По мере протекания гидролиза и нарастания редуциру-
ющих веществ (РВ) содержание декстринов уменьшается, а со-
держание глюкозы (кривая 4) возрастает. Содержание три- и
тетрасахаридов (кривая 2) и мальтозы (кривая 3) проходит через-
максимум, который для первых двух приходится на 30—40% РВ,
для последней на 65—70% РВ. В производственном гидролизате
с 40% РВ углеводы состоят приблизительно из 35% декстринов,
22% тетра- и трисахаридов, 22% мальтозы и 21% глюкозы.

Реверсия глюкозы

Часть глюкозы, образующейся при гидролизе крахмала, под-
вергается полимеризаций, в результате которой получаются угле-
воды с большей молекулярной массой. Продукты реверсии пред-
ставляют собой сложную смесь, в состав которой входят как реду-
цирующие, так и нередуиирующие сахариды: а- и ₽-гентиобиоза,
р-мальтоза, а- и ^-целлобиоза, р—p-трегалоза, брахиоза, ламина-
рибоза, койибиоза, паноза и др. Следовательно, гентиобиоза присут-
ствует в гидролизатах не только как промежуточный продукт гид-
ролиза крахмала, но и как продукт реверсии глюкозы.

Кроме указанных сахаридов образуются мономерные ангидри-
ды глюкозы, в частности левоглюкозан. Мономерные ангидриды
затем полимеризуются в ди- и более высокомолекулярные сахари-
ды и обычно определяются вместе с ними. По данным В. А. Смир-
нова, продукты реверсии, выделенные из гидролизатов глюкозно-
го производства, не сбраживаются дрожжами, осаждаются спир-
то-эфирной смесью. Удельное вращение их находится в пределах
63,8—65,2°, редуцирующая способность около 37% Продукты ре-
версии растворяются в 96%-ном этиловом спирте и поэтому не да-
ют положительной спиртовой пробы.

По исследованиям П. М. Силина и Е. А. Сапегиной, реакция
реверсии бимолекул ярка и обратима, т. е. при соответствующих
условиях (разбавлении растворов) продукты реверсии могут быть
вновь превращены в глюкозу. В общем виде реакцию реверсии
можно записать уравнением

2С2Н12О С12Н.2О„ Н2О,
или сокращенно

Применяя к этой реакции закон действующих масс, при уста-
новившемся равновесии получим

1GF/IR11ВД = К; 1R1 = (Gp/K 1Н2О1,
где [G], IR], [H20]— концентрации соответственно глюкозы, ревертозы и воды;
К—константа равновесия.

Таким образом, количество образующихся продуктов реверсии
сильно зависит от концентрации глюкозы и увеличивается с ее воз-
растанием. Вот почему в производстве кристаллической глюкозы
нужно не только глубже гидролизовать сам крахмал, но и сниже-
нием концентрации крахмального молока уменьшить реверсию
глюкозы.

Разделив числитель и знаменатель дроби, стоящей в левой ча-
сти уравнения, иа [Н2О]2 и обозначив концентрацию глюкозы
[G]/[H2O] и ревертозы [R]/[H2O] в процентах к массе воды соответ-
ственно через g и г, получим

Пусть до реверсии иа 100 частей воды приходилось А частей
глюкозы, после реверсии осталось лишь АО/100 частей ее (где
D — доброкачественность гидролизата в %). Предположим, что
продукты реверсии не обладают редуцирующей способностью, тог-
да остальные А—AD/1QQ, или А (1—D/100) частей представляют
собой ревертозу. Отсюда

g ==. ЛР/100 и г = А (1 — D/100).

Подставив эти значения в уравнение K—g2frt получим

_ _____А2Р2_____________АР2

~ 10<Х4(1 — D/100) ~~ 100(100 —D) ‘

Освобождая от дробей последнее уравнение, найдем

ZD2-f- 100/CD— 10000/С==0,

откуда

100(1/1 —4Л/К—1)/<

D-	2А

Числовое значение К, найденное из опыта, равно 259. С учетом

его

100 (1/1 4- 2-0,007722/ — 1)

D =	0,007722/

Зная только концентрацию
глюкозы по воде и пользуясь
последней формулой, можно вы-
чи слить конечную доброкачест-
венность гидролизата. На рис. 118
дана номограмма доброкачест-
венности гидролизата в зависи-
мости от концентрации крахмала
в пересчете на глюкозу (по
П. М. Силину). Конечная добро-
качественность гидролизата за-
метно падает с повышением кон-

Рис 118. Конечная доброкачествен-
ность при осахаривании крахмала
кислотой.
цептрании глюкозы (крахмала) и достигает 100% при бесконечно
малой концентрации.

Как впервые указал В. А. Смирнов, доброкачественность, вы-
численная по последнему уравнению, соответствовала бы истин-
ному содержанию глюкозы, если бы ревертоза не обладала реду-
цирующей способностью. С учетом ее истинная доброкачествен-
ность будет несколько ниже, например для 25%-ной исходной кон-
центрации глюкозы при редуцирующей способности ревертозы
37%

100 — (100 — 89.6)  100 г (100 — 37) = 83,5%,

где 89,6 — доброкачественность, найденная по номограмме П. М. Силина
(см рис. ] 18) без учета редуцирующей способности ревертозы.

Это нашло подтверждение и в ряде последующих эксперимен-
тальных работ.

Разложение глюкозы

В условиях гидролиза крахмала некоторое количество глюкозы
разлагается. Прн этом в результате отщепления от молекулы глю-
козы трех молекул воды образуется оксиметилфурфурол. Он ла-
билен и в дальнейшем разлагается до муравьиной и левулиновой
кислот в соответствий с реакцией

Часть окенметилфурфурола полимеризуется, образуя красящие
вещества желто-коричневого цвета. Химизм их образования изучен
недостаточно. По исследованиям проф. В. А. Смирнова, красящие
вещества обладают свойствами высокопол и мерных электролитов,
заряжены отрицательно, редуцируют меднощелочной раствор, пс>

Гидролиз

Крахмал----------"Глюкоза

Pei.qxT.it

Гидролиз

Продукты
полимери-
зации

____i

Дегидратация

Апгидрвды-
гжжевы-

.Оксиметил-
фурфурол

.Левулиновая
кислота

’Муравьиная
кислота

’Красящие
вещества

Схема XV. Превращение углеводов в процессе, кислотного гидролиза крахмала
316
месту ненасыщенных связей присоединяют бром. При получении1
глубокоосахаренного сиропа разлагается 0,3—0,5% глюкозы. В го-
товой патоке найдено 0,002—0,008% оксиметил фурфурол а.

Все превращения углеводов в процессе кислотного гидролиза
крахмала можно представить с помощью схемы XV.

2.	КИНЕТИКА КИСЛОТНОГО ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА

Известно, что в химическое взаимодействие вступают только-
активные молекулы, обладающие определенной избыточной энер-
гией по сравнению со средней энергией всех молекул — энергией
активации Е, выражаемой в Дж/моль. Количество активных мо-
лекул в каждый данный момент составляет лишь небольшую до-
лю их общего числа, и поскольку необходимое распределение энер-
гии занимает конечное время, гидролиз крахмала происходит с
измеримой скоростью. Последняя определяется величиной энерге-
тического барьера (энергии активации), который должен быть-
преодолен реагирующими веществами.

Один из способов активирования молекул — повышение темпе-
ратуры. В случае гидролиза крахмала этот путь неэффективен Да-
же при очень высоких температурах крахмал гидролизуется не-
значительно. а большая часть образовавшейся глюкозы разлага-
ется. Наиболее эффективно снижение энергии активации, достигае-
мое применением катализаторов (в чем заключается и суть ката-
лиза). При этом кислоты как любые другие катализаторы ускоря-
ют реакции, самопроизвольное течение которых термодинамически
невозможно, т. е. реакции с уменьшением свободной энергии.

Порядок реакции

Гидролиз крахмала — сгех неметрически бимолекулярная ре-
акция, но так как он происходит при большом избытке воды (ко-
личество которой может быть принято постоянным), то скорость
ее подчиняется уравнению первого порядка. Такой порядок реак-
ции был подтвержден Аллином, Ролфом и Дефреном, Ван Ларом,
Дорошевским, Раковским, Силиным и другими исследователями

С учетом кинетического порядка реакции скорость гидролиза
при прочих равных условиях (концентрация кислоты, температу-
ра) пропорциональна только концентрации крахмала

dxldT = (а—*).

где v — редуцирующая способность углеводов гидролизата, выраженная в экви-

т — продолжительность гидролиза, ч; kt — константа

Валентах глюкозы,

скорости гидролиза; а — исходное количество крахмала в эквивалентах глюкозы
(теоретический выход глюкозы, равный 111,11%)

После интегрирования и потенцирования этого уравнения на-
ходим

/’i = — In |e/(a — л)1;

х = в(1 —
Константа имеет размерность т1, поэтому величина ki не за-
висит от размерности, в которой выражаются концентрации. Мож-
но пользоваться минутными (мин-1) или часовыми (ч-1) констан-
тами, при этом очевидно, что Лч=60Амия. Для сравнительной оцен-
ки констант целесообразно приводить их к одинаковой концентра-
ции кислоты, например к 0,1 н. раствору, и называть «приведен-
ными» константами (йпр=А/»г, где т—концентрация кислоты в
долях ее 0,1 н. раствора).

Пример. Гидролизуется крахмал в 0,2 н. растворе серной кислоты при тем-
пературе 100° С. На основании определения редуцирующей способности угле-
водов гидролизата по времени найдем константу скорости гидролиза. Пусть
через 2 ч начала гидролиза х=45.0%, тогда
^=2,303 : 2-lg[100: (100-45)] =0,2985 ч-«.

Определив редуцирующую способность гидролизата через различное время,
найдем несколько значений констант и возьмем из них среднее арифметическое
.значение. Оно окажется ранным 0.2995 ч_|.

Зная kt. можно вычислить количество редуцирующих веществ в пересчете
на глюкозу, образующихся за любое время, например через 4 ч.
л= 111,11 (1 — е-”’2995’4)=87,57%.

Слияние различных факторов на скорость гидролиза

Скорость гидролиза крахмала зависит в основном от вида и
концентрации кислоты и температуры.

Вид и концентрация кислоты. Каталитическим действием в кис-
лотах обладают ионы водорода. Все известные теории механизма
катализа предполагают образование активного комплекса Н* с мо-
лекулами полисахаридов. При этом присоединение Н+- к кислороду
глюкозидной связи возбуждает ее и делает лабильной.

Практическое применение нашли сильные соляная и серная
кислоты. Азотную кислоту1 не применяют из-за возникновения по-
бочных (окислительных) реакций. Остальные кислоты малоактив-
ны. Согласно современной теории сильных электролитов, обе эти
кислоты полностью диссоциированы при любых концентрациях, но
активность водородных ионов из-за проявления межионного притя-
жения различна. Каталитическое действие кислот пропорциональ-
но не общей концентрации водородных ионов, а концентрации толь-
ко активной их части.

Если принять каталитическую активность соляной кислоты за
100%, то каталитическая активность серной кислоты составит 50—
53%.

При температуре 100° С константа скорости гидролиза крахма-
ла (по В. А. Смирнову) выражается уравнением

Sg*! = 0,569— 1,072 pH.

Очевидно, что константа прямо пропорциональна активной кон-
центрации водородных ионов и концентрации кислоты в растворе.
•Однако последнее справедливо только при дозировке кислоты по
объему раствора и при отсутствии в крахмале примесей, способ-
ных реагировать с кислотой (вызывать ее расход). В крахмало-
паточном производстве кислоту принято дозировать в процентах
318
к массе безводного крахмала, поэтому объемный процент кислоты
будет изменяться с изменением концентрации крахмального моло-
ка; чем ниже концентрация, тем меньше объемный процент кисло-
ты, и наоборот. При изучении кинетики гидролиза крахмала поль-
зуются концентрациями кислоты, выраженными в долях ее нор-
мального или молярного раствора и отнесенными ко всему объему.

Крахмал всегда содержит то или иное количество примесей,
понижающих концентрацию кислоты в растворе. Связывают кисло-
ту’ главным образом фосфаты и частично аминокислоты. В ре-
зультате взаимодействия, например, соляной кислоты с первич-
ным фосфатом (присутствующим в крахмале в значительном ко-
личестве) связываются две молекулы этой кислоты и освобожда-
ется такое же количество молекул фосфорной кислоты с катали-
тической активностью лишь 25%

Са (НгР04)2 + 2НС1 = 2НД>04 4- СаС12.

При реакции с вторичным фосфатом связывается также две
молекулы соляной кислоты, но освобождается только одна моле-
кула фосфорной кислоты

СаНР04 4- 2НС1 = Н3Р0< 4- СаС12,

Аминокислоты и другие продукты гидролиза белков реагируют
с соляной кислотой по уравнению

NHS-R.COOH 4- НС1 = Cl-NH2.R-C00H.

Количество активной кислоты можно определить по кинетиче-
скому7 методу, предложенному П. М. Силиным, Сущность метода
заключается в том, что гидролизу подвергают один и тот же крах-
мал, взятый в одинаковых объемных концентрациях, но с различ-
ным процентом кислоты. Течение реакции гидролиза периодиче-
ски контролируют по нарастанию редуцирующих веществ, напри-
мер с меднощелочным реактивом. Если бы кислота не связыва-
лась примесями крахмала, каждая определенная степень осахари-
вания была бы достигнута за время, обратно пропорциональное
содержанию кислоты. На самом деле кислота связывается.

Пусть связывается кислоты к массе крахмала. Начальная
концентрация кислоты в первой пробе А, во второй пробе В. Про-
должительность гидролиза первой пробы крахмала равна тп, вто-
рой ть- Тогда свободной кислоты останется (А—х) % и (В—х) %.
Из уравнения

(А — х)/(В — х) = iblxa

найдем х, т. е. количество связанной кислоты.

Пример. Гидролизуется крахмал с 1 и 3% серной кислоты (моногидрата).
Из опыта найдено, что степень осахаривания 68,2% достигается с 1% кислоты
за 9 ч и с 3% за 2 ч 15 мин. Следовательно, кислоты связываются
(3—х)/(1—х)=540:135, х—0.33% по массе крахмала.

По исследованиям проф. В. А. Смирнова, соляной кислоты свя-
зывается примесями крахмала от 0,031 до 0,093% к массе крах-

31 п
мала, или от 12,4 до 38% от производственной дозировки кислоты;
•серной кислоты связывается от 0,3 до 0,5% к массе крахмала.
В связи с этим увеличение дозы кислоты, например вдвое, при
постоянной исходной концентрации крахмального молока повышает
скорость гидролиза не в два раза, а несколько больше. Такое же
изменение скорости наблюдается при одинаковой дозировке кис-
лоты, но в крахмальном молоке различной концентрации.

Температура. С повышением температуры скорость гидролиза
крахмала возрастает. Зависимость константы скорости реакции
от температуры выражается уравнением Аррениуса

-Й1пл1/ат = £/1?7’а,

где k, — константа скорости реакции; Т — абсолютная температура. К, Е — энер-
гия, которую необходимо сообщить реагирующей системе для переведения ее
из исходного в активное состояние для осуществления реакции (энергия акти-
вации), Дж/моль; R— универсальная газовая постоянная — 8.3146 Дж/(К-моль).

После интегрирования этого уравнения в пределах Т/ и Т2 по-
лучаем

Е = (in k± — In Л') RTyTJ(Tr — Т2).

.где ki и kj —константы скорости соответственно при температуре 1\ и Тг.
Для гидролиза крахмала, проводимого с применением кислоты,
энергия активации оказалась равной около 128,1 кДж/моль.

Влияние температуры на скорость химических реакций харак-
теризуется также средним температурным коэффициентом, пред-
ставляющим собой отношение кинетических констант при темпе-
ратурах /-НО и t,

•Qie = kwelfy-

Для гидролиза крахмала, проводимого при добавлении кисло-
ты, Qю=2,69, т. е. с повышением температуры на каждые 10° С
скорость гидролиза возрастает в 2,69 раза.

Зависимость константы от температуры (для 0,1 н. раствора
соляной кислоты pH— 1) выражается уравнением

lgfel= 0,043/ —4,819.

В. А. Смирнов, объединив уравнения для скорости гидролиза
крахмала в зависимости от pH и температуры, получил

Jg	— 2,125 — 0,536рН + 0,0215/.

Кинетическая константа гидролиза крахмала для температуры
100° С и 0,1 н. раствора соляной кислоты равна 0,2995 ч-’; для
0,1 н. раствора серной кислоты — 0,1472 ч-1.

3.	КИНЕТИКА КИСЛОТНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ

Эта реакция протекает также по кинетическому уравнению пер-
вого порядка. По В. А. Смирнову, константа скорости разложе-
ния при температуре 100° С в 0,1 и. растворе соляной кислоты рав-
-320
па 0,00095 ч_|, т. е. примерно в 300 раз меньше константы скоро-
сти гидролиза крахмала. В. А Смирнов доказал, что константа
не зависит от концентрации глюкозы и наблюдающееся в опыте
некоторое увеличение константы с возрастанием концентрации
глюкозы объясняется реверсией глюкозы.

Зависимость константы скорости разложения глюкозы от pH
раствора при температуре 100° С выражается уравнением

lgfr2 = 0,88—1,88 pH.

Константа пропорциональна концентрации кислоты в растворе.
Влияние температуры (в 0.1 н. растворе соляной кислоты)
описывается уравнением

ig£2 = 0,043/ —7,4009.

Объединенное уравнение имеет вид

lg ks =—3,26045 — 0,94рН -J- 0,0215/.

Средний температурный коэффициент скоюости разложения
глюкозы QI0=2,69, энергия активации 125,6 кДж/моль. Таким об-
разом, разложение глюкозы нельзя затормозить ни изменением
концентрации кислоты. ни изменением температуры.

4.	КИНЕТИКА РЕВЕРСИИ ГЛЮКОЗЫ

Скорость этой реакции изучалась В. А Смирновым, который
установил, что она протекает по кинетическому уравнению второго
порядка

dx/dt = ks(a—xj\

где л —количество глюкозы, превратившееся в ревертозу, k3 — константа ско-
рости реакции, a — исходное количество глюкозы.

Отсюда

= 1/т-[х/а (а—х)1.

Размерность константы скорости реакции второго порядка т~
с4. Это значит, что величина k$ зависит от выбора единиц, в ко-
торых выражена концентрация.

Реверсия глюкозы обратима, причем гидролиз ревертозы про-
текает по кинетическому уравнению первого порядка. Для такой
обратимой реакции справедливо уравнение

dxjdx — k3(a—х)2 — fe4x,

где kt. — константа скорости гидролиза ревертозы

После раскрытия скобок и преобразования уравнения получим
dx/dx = ksx2 — (2^ + fr4) х;-	= ks (mt — x) • (m2 — x),

где tn, и tns — корни трехчлена, равные при K=ktlk3.

1/Ka-fr 0,25А?,

тг = a 4- 0.5K — УКа + 0,25Л".

] 1 Зак. I95|	321
Проинтегрировав уравнение п приняв во внимание, что k3—kt=
=Л3(1—К), находим

1-К	, mjimz — x)

к, — *4 = -----------'п-----".---Г 

т (из. — ffij) »i2 {mL — х)

w1»is(eg— 1)	_ fe3—fe4 [т (wi2 — иц)!

т»ег — рц	1 — К

Пример. Реверсии подвергается 20 г глюкозы в 100 мл (18.6% мае) 0,2 к.
раствора сотяной кислоты при температуре 100° С Величина К швестна; Она
равна 259

При 22,85 г глюкозы иа 100 г воды корни трехчлена будут равны

tnx = 22,85 4- 129.5 + у259-22,85 + 0,25-2592 = 302.97;

я?Е= 152,35—150,62 = 1,73.

Согласно опытным данным, через 6 ч от начала реверсии глюкозы устанав-
ливается редуцирующая способность ©3,5%; превращается глюкозы в продукты
реверсии (без учета редуцирующей способности ревертозы)
х=22,85-0.065= 1,485 г.

Разность кинетических констант

4“ 6(1,73 — 302,97)

in

302,97(1,73—1,485)

1,73(302.97—1,485)

Так как Л,/*г=259 и Л3 — Л4=—0,2782. то k^-0,001072, fe4-0,27*»27.
При

— 0,2782.6,0(1,73 —302,97)	95

1—259	~ ‘

302.97.1,73(е~'’95 —1)

1,73g-'’а5 — 302,97

Для 0,1 и. раствора соляной кислоты при температуре 100° С
и выражении концентрации глюкозы С в г/100 мл раствора часо-
вые константы равны. А3=0,000536, k4=0,13964. Следовательно,
константа скорости гидролиза крахмала kj примерно в 560 рал
больше константы скорости реверсии глюкозы /?з и примерно в два
раза больше константы скорости гидролиза ревертозы k4. Кон-
станта ks возрастает пропорционально увеличению концентрации
кислоты.

5.	ДОБРОКАЧЕСТВЕННОСТЬ ГЛЮКОЗНЫХ СИРОПОВ

Максимальная степень осахаривания крахмала может быть оп-
ределена кинетическим путем. В процессе осахаривания одновре-
менно идут реакции гидролиза крахмала, реверсии глюкозы, гид-
ролиза ревертоз и необратимого разложения глюкозы. Решение
полного уравнения оказывается очень сложным. Однако, если пре-
небречь последними двумя реакциями, которые вначале малоза-
метны, можно записать следующее приближенное кинетическое
уравнение гидролиза крахмала:
dx/dt — ^(а — х) — k3x~.
Когда будет гидролизовав весь крахмал (достигнут максимум
осахаривания), первая производная должна быть равна 0. т. е.

— х)—Л3№ = 0. Заменив kz/k\ величиной К, получим

х» + (1/К)х-в/К = 0.

Максимальная степень осахаривания

ж = (_1 + Г1 +4Кп)/2К.

Очевидно, она не зависит
от концентрации кислоты
и температуры, а зависит
только от концентрации ис-
ходного крахмального моло-
ка (рис. 119).

Пример. Гидролизу подвер-
гается крахмал, не содержащий
никаких примесей. Массовая кон-
центрация крахмала 22,5%; кон-
центрация соляной кислоты 0,1 и.,
температура 100° С.

При полном гидролизе крах-
мала (отсутствии реверсии) долж-
но бы получиться 24,98% мае.
глюкозы или 33,3% к массе воды.
Величина коистаит скорости гид-
ролиза крахмала и реверсии глю-
козы известна: ki=0,2995, £3=
=0,000536.

Следовательно,

Л=Мь =0,000536 : 0,2995 — 0,0018;
х= (—1+1'1 +4.0,0018-33,3) :
: (2X0,0018) =31,40%, или в про-
центах доброкачественности
31,40 • 100:33,3 -94,3%.

Из рис. 118 видно, что
яри установившемся равно-
весии видимая доброкаче-
ственность 25%-него рас-
твора глюкозы будет равна
около 90%. Так как ревер-

Рис. 119. Изменение степени осахаривания
картофельного крахмала в зависимости от
концентрации крахмала и серной кислоты
(при атмосферном давлении).

сия глюкозы протекает значительно медленнее гидролиза крах-
мала, точка максимума на кривой осахаривания будет находиться
несколько выше, чем для равновесной доброкачественности.

Согласно рис. 119 максимальная видимая доброкачественность
гидролизата при 20%-иой концентрации крахмального молока до-
стигает 93%, т. е. величины, близкой к вычисленной по кинетиче-
скому уравнению для 22,5%-ной концентрации. Некоторое откло-
нение данных объясняется разложением глюкозы и неизбежными

погрешностями при определениях.

4. ОСОБЕННОСТИ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА

Из рис. 117 видно, что при кислотном гидролизе крахмала из-
менение количества одного из углеводных компонентов обязатель-

11*	323
но влечет за собой определенное количественное изменение других
углеводных компонентов. Это ограничивает возможности варьиро-
вания соотношения углеводов в широких пределах и не позволяет
разнообразить ассортимент паток.

Подбором соответствующих ферментов и изменением техноло-
гических режимов гидролиза можно получать не только патоку с
любым заданным составом углеводов, но и глюкозу. В связи со
сведением до минимума реверсии и разложения глюкозы доброка-
чественность глюкозного сиропа достигает 98,5%, а выход кри-
сталлической глюкозы 99% к массе крахмала. Маточный раствор
(гидрол) имеет доброкачественность около 90% и используется
как пищевая глюкоза. Если не отделять гидрол, то выход глюкозы
составит 96—98% от теоретически возможного, т. е. 106—109% к
массе крахмала. Кроме того, появляется возможность повысить
примерно вдвое концентрацию крахмального молока, открывается
перспектива производства патоки и глюкозы непосредственно из
крахмалсодержащего сырья, минуя стадию выделения крахмала.

Амилолитические ферменты как катализаторы

Источниками ферментов для промышленного применения слу-
жат зерновой солод и культуры микроорганизмов — плесневых гри-
бов и бактерий.

В отличие от кислот амилолитические ферменты действуют на
крахмал специфично. а-Амнлаза [(Н. ф. 3.2.1.1)—а-1,4-Э-глюкан-
4-глюканогидролаза)] действует
только иа а-1,4-глюкозидные связи
крахмала, разрывая их в любом
месте, но преимущественно в сере-
дине цепей амилопектина и амило-
зы (рис. 120). В результате амило-
лиза образуются низкомолекуляр-
ные декстрины и небольшое количе-
ство мальтозы.

р-Амилаза [Н.ф.(3.2.1.2)—а-1,4-

сс	глюкан — мальтогидролаза)] гид-

_	... .	„	ролизует также только сс-1,4-глю-

крахмал Схема дейстсия амилаз Накозидные связи крахмала, последо-
вательно отщепляя с нередуцирую-
щих концов цепей по два остатка
глюкозы (мальтозу)/Она не может обойти в амилопектине места
разветвления молекулы (а-1,6-глюкозидиые связи) и поэтому пре-
кращает расщепление на предпоследней а-1,4-глюкозидной связи.
Конечными продуктами гидролиза являются мальтоза и высоко-
молекулярные (остаточные) декстрины.

Глюкоамилаза (ГА), называемая также экзо-1,4-а-глюкозида-
зой [Н. ф. (3.2.1.3)—1,4-ct-D-глюкан— глюкогидролаза], гидроли-
зует а-1,4 и а-1,6 — глюкозидные связи. Она последовательно от-
щепляет от нередуцирующих концов цепей по одному остатку глю-
козы; а- 1,6-связи гидролизуются с меньшей скоростью. Конечные
продукты гидролиза — глюкоза и очень небольшое количество
олигосахаридов. Глюкоамилаза способна вызывать полимеризацию
глюкозы (реверсию), причем, чем выше исходная концентрация
крахмала, тем больше образуется продуктов реверсии. Однако ко-
личество их значительно меньше, чем при кислотном гидролизе
крахмала.

Недостаточно очищенные препараты глюкоамилазы всегда со-
держат трансферазные ферменты, катализирующие перенос глюко-
зильных групп (остатков глюкозы, не содержащих кислорода, об-
разующего глюкозидную связь в сахаридах) с сахаридов большей
молекулярной массы на глюкозу. Например, трансглюкозилаза
Aspergillus niger при действии на мальтотриозу разрывает глюко-
зидные связи, ближайшие к нередуцирующим концам, и переносит
глюкозильные остатки на глюкозу, синтезируя новые углеводы —
трисахарид панозу и тетрасахарид 6-а-0-глюкозилмальтотриозу.
VB результате действия трансглюкозилазы на мальтозу синтезиру-
ются изомальтоза и ланоза, снижающие выход глюкозы.

В последнее время для получения глюкозо-фруктозных сиропов
из растворов глюкозы широкое применение нашли изомеризующие
ферменты — глюкозоизомеразы. В промышленности применяется
D-ксилозо-кето — изомераза (Н. ф., 5.3.1.5), которая обычно за-
крепляется на инертном пористом материале (смолах, пористом
стекле и т. д.), т. е. используется в иммобилизованном виде.

Кинетика гидролиза

Скорость ферментативного гидролиза крахмала на значитель
ном отрезке времени подчиняется уравнению первого порядка. Пс
достижении определенной степени осахаривания, характерной для
каждой из амилаз, константа скорости уменьшается. Это объясни'
ется многими причинами—различием в строении амилопектина г
амилозы, различной прочностью а-1,4- и а-1,6-глюкозидных св»
зей, ингибированием продуктами реакции, инактивацией ферменто]
и др.

Величина константы скорости гидролиза зависит главным об
разом от концентрации амилаз, pH и температуры. С увеличением
концентрации фермента в растворе константа пропорциональн<
возрастает. Для а-амилазы различного происхождения оптималь
ный pH среды неодинаков: для грибной 4,5—5,5, для солодово!
5,5—6, для бактериальной 6,5—7. Для р-амилазы оптимум нахо
дится при pH 4,6—4,9. Оптимальным для глюкоамилазы являете!
pH 4,5—4,6, а для глюкозоизомеразы даже 8,5—10. Наименее чув
ствптельна к понижению pH среды р-амилаза.

Влияние температуры как самостоятельного фактора сложнее
Хорошо известно, что скорость гидролиза резко возрастает поел»
клейстеризации и разжижения крахмала. Поэтому все фермента
тивные и кислотно-ферментативные способы предусматривают про
ведение гидролиза в две стадии: 1) клейстеризация и разжиже-
ние крахмала; 2) осахаривание.

Разжижение может быть осуществлено с помошыо а-амилазы
или минеральной кислоты; осахаривание — с помощью «-амила-
зы, р-амилазы и глюкоамилазы (при производстве патоки) или
только глюкоамилазы (при производстве глюкозы). Во всех слу-
чаях крахмал клейстеризуется при температуре, превышающей до-

Рис 121 Влияние температуры иа оса-
харивание крахмала амилазами ячмен-
ного солода.-

пустимую для сохранения ак-
тивности ферментов. Обычно
процессы клейстеризации и
разжижения крахмала бакте-
риальной а-амилазой совме-
щают п проводят при темпера-
туре 75—80° С; при этом ами-
лаза частично инактивируется
(см. рис. 121). При изомериза-
ции применяют оптимальную
температуру 75—85° С.

В производстве низкоосаха-
ренной патоки (глюкозный
эквивалент 25—30%) крахмал
после разжижения а-амилазой
продолжают гидролизовать той
же амилазой, добавляя ее но-
вую порцию. Поскольку гидро-
лиз продолжается недолго
(8—30 мин), температуру при

осахаривании не снижают.

В производстве высокомальтозной патоки (глюкозный эквива-
лент 42—48%) разжиженный крахмал осахаривают р-амилазой,
в производстве высокоосахаренной патоки (глюкозный эквивалент
63—71%)—р-амилазой и глюкоамилазой, в производстве глю-
козы — глюкоамилазой, поэтому а-амилазу предварительно пол-
ностью инактивируют нагреванием до 100° С. Осахаривание ведут
при температуре 35—55° С в течение 48—96 ч. В связи с большой
продолжительностью гидролиза повышение температуры до 100° С
имеет целью не только инактивацию сс-амилазы и дальнейшее раз-
жижение раствора крахмала, но и его стерилизацию, предотвра-
щающую развитие диких молочнокислых и других бактерий.

Температура, соответствующая максимальной скорости осаха-
ривания, называется оптимальной. Как показывает рис. 121, для
осахаривания крахмала амилолитическими ферментами ячменно-
го солода оптимальной является температура 50—55° С. Дальней-
шее ее повышение вследствие инактивации амилаз снижает ско-

рость гидролиза.

Оптимальная температура осахаривания почти никогда не сов-
падает с оптимальной температурой для сохранения активности
ферментов. Повышение скорости объясняется тем, что частичная
инактивация амилаз до определенного предела перекрывается
326
ускоряющим влиянием температуры. Выбор для осахаривания той
или иной температуры должен основываться на сохранении амила-
зами активности с учетом длительности гидролиза.

Различные амилазы обладают неодинаковой термоустойчиво-
стью. Как правило, а-амилаза значительно стабильнее р-амилазы.
Из а-амнлаз наиболее термостабильна бактериальная, наименее —
грибная. Глюкоамилаза по стабильности несколько превосходит
грибную а-амилазу.

Амилолитические ферменты — сильные катализаторы. Энергия
активации ферментативного гидролиза крахмала равна 55—•
67.2 кДж/моль, т. е. примерно вдвое меньше, чем кислотного гид-
ролиза. Несмотря на это, продолжительность осахаривания значи-
тельно больше, чем продолжительность кислотного гидролиза. При-
чина заключается в невозможности применения для осахаривания
высоких температур. Продолжительность осахаривания может
быть несколько уменьшена за счет увеличения концентрации фер-
ментов, однако очищенные ферментные препараты очень дороги и,
очевидно, их повышенный расход не окупится в производстве.

Глава III. ПРОИЗВОДСТВО ПАТОКИ

1.	ХАРАКТЕРИСТИКА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ КРАХМАЛЬНЫХ ПАТОК

Патока — продукт неполного гидролиза крахмала разбавлен-
ными минеральными кислотами или ферментами — представляет
собой бесцветную пли слегка желтоватую жидкость, содержащую
до 80% углеводов. |В качестве сырья для производства патоки ис-
пользуют картофельный или зерновой крахмал, а также кукуруз-
ную муку.

В СССР патока вырабатывается трех видов: карамельная, низ-
коосахаренная и высокоосахареиная. Особое место занимает па-
тока мальтозная, содержащая не менее 65% редуцирующих ве-
ществ в пересчете на мальтозу.

В зависимости от назначения может быть выработана патока
различной степени осахаривания и состава углеводов. Состав са-
харов, определяющих в основном направление использования па-
токи, представлен в табл. 75.

Таблица 75. Углеводный состав патоки при разном содержании редуцирующих
веществ (в %)

Глюкоза

Матьтта

Высокомолекулярные сахзра

21	30	38

22	25	26

57	45	36
Патока находит широкое применение как в пищевой протлыш-
ленности, так и в технике. Однако основным потребителем ее яв-
ляется кондитерская промышленность, которая использует различ-
ные виды паток. Патока широко используется наравне с сахаром
и даже с большей эффективностью в хлебопекарной и консервной
промышленности, производстве вин, алкогольных и безалкоголь-
ных напитков, мороженого и т. д.

Различные регулируемые свойства патоки, такие, как относи-
тельная сладость, осмотическое давление, состав углеводов, сбра-
живаемость и др., позволяют находить ей широкое применение.
Так, применение низкоосахаренной патоки с небольшим содержа-
нием глюкозы позволяет получать карамель, стойкую при хране-
нии, а применение высокоосахаренной патоки улучшает качество
и увеличивает срок хранения пастилы, зефира, пирожных, кексов
и других изделий.

Увеличивающийся объем производства патоки за последние го-
ды и намечаемый дальнейший рост производства дают реальную
возможность значительного расширения ассортимента. Этому спо-
собствует предусматриваемая организация выработки различных
амилолитических ферментов, необходимых для получения патоки
различной степени осахаривания.

Важнейшими стадиями производства патоки являются следую-
щие:

подготовка крахмала к переработке;

кислотный, ферментативный или кислотно-ферментативный гид-
ролиз крахмала;

нейтрализация кислоты или инактивация ферментов;
механическая очистка полученных гидролизатов;

осветление сиропов активным углем;

уваривание очищенных сиропов до необходимой плотности и
охлаждение готового продукта.

2.	ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПАТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА.

ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ КРАХМАЛА

Основным показателем качества крахмала является его добро-
качественность, определяющая степень чистоты. В кукурузном
крахмале должно быть примесей (в % на абсолютно сухое веще-
ство крахмала, не более): протеина 0,8; растворимых веществ 0,1
(в том числе растворимого протеина не более 0,01%); золы 0,15;
экстрагируемого жира 0,15; мезги 0,05. Содержание гидролизного
жира, включенного в зерна крахмала, — 0,55%- Доброкачествен-
ность такого крахмала, т. е. содержание чистого крахмала (в %)
в абсолютно сухом веществе крахмала составляет 98,2%. Кислот-
ность крахмала должна быть не более 30 мл 0,1 н. раствора NaOH
на сухое вещество. При переработке зернового крахмала особое
внимание обращают на содержание растворимого белка, так как
чем его меньше, тем лучше качество патоки. Паточные заводы, пе-
р срабатывающие сырой картофельный крахмал, оценивают его ка-
чество по ОСТ 18-158—74, показатели которого приведены в гла-
ве III.

Картофельный крахмал, перерабатываемый на патоку, должен
иметь показатели качества, соответствующие I сорту марки А Сы-
рой привозной крахмал более низкого качества предварительно
подвергают промыванию.

3.	ОБРАБОТКА КРАХМАЛА ПЕРЕД ГИДРОЛИЗОМ

Кукурузный или пшеничный крахмал поступает в паточные
цехи в виде суспензии из цехов сырого крахмала, где проходит
обработку на вакуум-фильтрах. При этом крахмал дополнительно
очищается от растворимых веществ. Для промывания используют
умягченную воду или чистые конденсаты. При хорошем промыва-
нии может быть получен крахмал с содержанием протеина 0,4—
0,5% и растворимых веществ до 0,05%. Паточные заводы, пере-
рабатывающие картофельный крахмал, получают его как с заво-
дов сырого крахмала, так и от других картофелеперерабатываю-
щих заводов. Привозной крахмал, третьего сорта марки А и Б (по
ОСТ 18-158-74), требующий промывания, разводят водой по содер-
жания 15% сухих веществ, и полученное крахмальное молоко на-
правляют на сита для отделения мезги, т. е. рафинирования. За-
тем суспензия поступает на гидроциклоны; процесс аналогичен
используемому в производстве сухого крахмала. После гидроци-
клонов крахмал разводят до получения суспензии с содержанием
40—42% сухих веществ, которую перекачивают в мерники крах-
мального молока.

Для приготовления суспензии целесообразно использовать во-
ду, подогретую до температуры 55° С; при этом снижается расход
пара на гидролиз. Мерник крахмального молока служит для от-
меривания определенного объема, соответствующего объему ап-
парата для осахаривания крахмала. Он представляет собой дере-
вянный или металлический сборник, снабженный метальным ме-
ханизмом, делающим 20—25 об/мин. В верхней части мерника,
ниже верхнего борта укрепляют переливную трубу, что обеспечи-
вает постоянный объем поступающего на гидролиз молока. Воз-
можна автоматизация уровня с помощью специальных датчиков.
ВНПО «Пищепромавтоматика» для непрерывного технологическо-
го учета количества кукурузного крахмального молока рекоменду-
ют индукционный расходомер марки ИР-11.

Спускной клапан находится на дне мерника. Для более пол-
ного стока крахмального молока днише мерника должно иметь
уклон к спускному клапану. Мерник необходимо устанавливать
так, чтобы обеспечить подачу крахмального молока на гидролиз
самотеком. Так как количество крахмального молока учитывают
по количеству спущенных мерников, последний подлежит тариро-
ванию, которое производит специальная комиссия.
4.	ГИДРОЛИЗ КРАХМАЛА

Гидролиз крахмала — важная операция паточного производст-
ва. Практически во всем мире для гидролиза используют в ос-
новном соляную кислоту, реже серную и совсем редко щавеле-
вую. На практике установлено, что наиболее приемлемой дозм
ровкой соляной кислоты является 0,19—0,27% газообразного НС1
по массе сухого крахмала. Концентрация НС1 в осахариваемой
массе 0,05-^0,08%. В производственных условиях гидролиз крах-
мала кислотой осуществляют в конверторах периодического или
осахаривателях непрерывного действия; ферментативный гидро-
лиз — в ферментерах.

Гидролиз крахмала в конверторах

Конверторы изготовляют из нержавеющей стали или бронзы.
Гидролиз проводят при температуре 140—143° С под избыточным
г	давлением 0,28—0,32 МПа. Кон-

Рис. 122. Схема конвертора для

гидролиза крахмала.

вертор (рис. 122) представляет
собой емкость со сферическими
крышкой и днищем, укомплекто-
ванную манометром и предохра-
нительным клапаном. На крышке
конвертора расположено три
штуцера: 3—для сообщения с
атмосферой через ловушку 2-
7—для ввода в конвертор под-
кисленной воды и крахмальной
суспензии и S — для размещения
предохранительного клапана.

Подкисленную воду или про-
мывную жидкость на заливку
барботера 11 отмеряют в специ-
альном мернике и по трубе 6
направляют в копвертор. Количе-
ство жидкости должно быть до-
статочным для затопления бар-
ботера. Крахмальную суспензию
вводят в конвертор по трубе 5.
Мерники суспензии располагают
над конверторами на отметке не
ниже 5,0 м Воздух н пар при
заполнении конвертора подкис-
ленной водой и разжижении крах-
мала уходят в атмосферу через
ловушку. Капли клейстера или
сиропа из ловушки по трубе 1
отводятся в специальный сбор-
ник. Для наблюдения за давле-
нием пара в конверторе на крышке установлен манометр 4
В нижней части конвертора расположен барботер II, через ко
торый вводят пар для перемешивания крахмальной суспензии, раз
жнжения клейстера и быстрого повышения давления при осаха-
ривании.

В нижнюю часть конвертора по трубе 9 подают пар для пре
дотвращения образования комков клейстера в слое осахаривае-
мой массы ниже барботера. Отбор проб сиропа на анализ прово-
дят по трубе 10. Готовый сироп выдувают из конвертора в нейтра
лизатор по трубе 12, конец которой введен в специальное углуб-
ление в днище, что обеспечивает полное удаление сиропа.

Осахаривание крахмала в конверторе длится 20—22 мин г
включает следующие операции: спуск подкисленной воды и ее на
грев — 2 мин; спуск и разжижение крахмала — 6—8 мин; повы-
шение давления до рабочего — 3 мин; осахаривание — 3 мин; вы-
дувка в нейтрализатор — 6 мин.

Процесс осахаривания проводят следующим образом. Произво-
дят контрольный осмотр конвертора, после чего закрывают вы-
дувной вентиль и открывают вентиль на трубе, соединяющий кон-
вертор с ловушкой. Отмеренную порцию подкисленной промывной
жидкости, к которой добавлено 2/з общего количества НС1, спуска-
ют в конвертор и закрывают вентиль на трубе этого продукта,
Промывную жидкость доводят до интенсивного кипения подачей
пара через барботер и избыточное давление повышают до 0,02—
0,03 МПа. Одновременно открывают вентиль подачи пара в про-
странство под барботером. При кипении промывной жидкости мед-
ленно сливают подкисленную ('/з количества НС1) суспензию
крахмала из мерника в конвертор.

Подачу пара в процессе разжижения крахмала регулируют
так, чтобы избыточное давление в конверторе поддерживалось на
уровне 0,02—0,03 МПа. По окончании разжижения крахмала тру-
бу подачи суспензии промывают небольшим количество.м воды и
расположенный на ней вентиль закрывают. В этот момент закры-
вают также вентиль на трубе, соединяющей конвертор с ловуш-
кой. Давление в конверторе повышают до 0,28—0,32 МПа и через
1—2 мин после достижения этого давления начинают отбор сиро-
па для определения йодной пробы. Если проба соответствует эта-
лону, содержимое немедленно выдувают в нейтрализатор.

Гидролиз крахмала в осахаривателях непрерывного действия

Осахаривание крахмала в аппаратах периодического действия
во многих случаях приводит к значительным колебаниям в со-
держании редуцирующих веществ в сиропах в связи с различным
временем пребывания в аппарате первых и последних порций си-
ропа, повышенному расходу пара и неравномерности его потреб-
ления; уменьшению концентрации сиропа против исходного про-
дукта. Кроме того, сложно осуществить автоматическое регулиро-
вание процесса. За последние годы в производстве патоки широко
внедряются аппараты непрерывного гидролиза крахмала, позво-
ляющие устранить указанные недостатки, снизить расход лара
(25—30%) и получить сиропы повышенной плотности по сравне-
нию с плотностью исходного продукта.

За рубежом широкое распространение при производстве пато-
ки получили непрерывные осахариватели крахмала системы
Кройера и голландской фирмы «Континенталь инжиниринг».
В СССР разработаны конструкции непрерывных осахаривателей
производительностью 100, 150 и 300 т патоки в сутки.

Рис. 123. Схема непрерывного осахаривателя крахмала системы НОК-ЗООМ.

Технологическая схема непрерывного модернизированного оса-
харивателя для производства патоки НОК-ЗООМ конструкции Се-
веро-Кавказского филиала ВНИИкрахмалопродуктов приведена
на рис. 123.

Подкисленная крахмальная суспензия из мерника 1 самотеком
поступает в буферный сборник 17 для регулирования концентра-
ции, которая для проведения процесса гидролиза крахмала в не-
прерывном осахаривателе должна составлять 38—40% СВ с от-
клонением ±0,5%.

Подготовленная к гидролизу крахмальная суспензия нагнета-
ется центробежным насосом 16 в последовательно соединенные
теплообменники 15, в которых она подогревается до температуры
52—55° С горячим конденсатом из конденсатоотводчика 14, затем
поступает в нагреватели 3, обогреваемые острым паром давле-
нием' 0,45—0,50 МПа. При этом крахмал клей стер нзуется и на-
гревается до температуры осахаривания. Теплообменник состоит
из трубок, выполненных из кислотостойкой стали, заключенных в
стальной кожух. Продукт движется внутри трубок, а пар — в меж-
трубном пространстве. Из подогревателей продукт поступает в зо-
ну осахаривания 13, где происходит его гидролиз до необходимой
степени. Зона осахаривания представляет собой медные трубы
расположенные вертикально и соединенные в секции с подводом
продукта снизу в каждую секцию. Секции снабжены краном 11 и
спускной воронкой 12 для спуска гидролизата при выключении
•осахаривателя из работы.

Вместимость всех труб рассчитана на время пребывания про-
дукта, необходимое для достижения заданной степени осахарива-
ния. Температура его перед зоной осахаривания поддерживается
автоматически регулятором 4 на уровне 144—146° С. Из зоны оса-
харивания (из последней трубы или из предпоследней в случае
.необходимости снижения степени осахаривания) сироп поступает
в испаритель 5 через непрерывнодействующий нейтрализатор 6, из
которого подается в нейтрализатор 10.

Рис 124 Нейтрализатор непрерывного лейст-

5Рис 126. Схема испарителя -*

Бракованный сироп возвращается на переработку в сборник
подкисленной воды 2.

Нейтрализация гидролизата производится путем смешивания
его с раствором кальцинированной соды, поступающим из сборни-
ка 7.

Раствор соды подают насосом 9, контроль за величиной pH
«осуществляют с помощью pH-метра 8.

Нейтрализатор непрерывного действия (рис. 124) представляет
собой трубу с рядом отверстий, в которые под давлением нагнета-
ется по трубе 1 с заглушенным концом раствор соды. Труба имеет
шесть отверстий 2 диаметром 3 мм, через которые примерно 70%
необходимого количества раствора соды поступает в сироп. Струя
вводится перпендикулярно к движению сиропа, подаваемого по
трубе 3, что обеспечивает интенсивное перемешивание и нейтра-
лизацию.
Из нейтрализатора горячий сироп поступает по касательной че-
рез штуцер 2 в нижнюю часть испарителя (рис. 125), выполнен-
ного из металла в виде цилиндрического сборника с двумя выпу-
клыми днищами. В результате резкого снижения давления (с 0,45
до 0,01 МПа) происходит интенсивное парообразование. В центре
испарителя находится отбойный козырек 3, предназначенный для
распределения потока пара. Охлажденный и несколько сгущенный
сироп выходит через штуцер 1. Поднимающийся пар увлекает за
собой частицы сиропа. Для отделения этих частиц от пара служат
отбойный козырек 4 и капельная ловушка 5. Освобожденный пар
выходит через штуцер 6 и используется на производственные
нужды или выпускается в атмосферу.

Сироп из испарителя через гидравлический затвор поступает в
нейтрализатор 10, где происходит его окончательная нейтрализа-
ция с доведением величины pH до 4,7—4,9. Величину pH контро-
лируют рН-метром 8. Сборник сиропа рассчитан на восьмиминут-
ный запас, спуск продукта из него осуществляется переливом.

Основные данные об осахаривателях приведены в табл. 76.

Таблица 76. Техническая характеристика осахарнвателей крахмала (НОК)

Показатель	HOK-1DC НОК-150 НОК-275 НОК-ЗОО

Производительность по патоке, т/сут
Поверхность нагрева поверхностных подо-
гревателей, м2

Общая длина труб зоны осахаривания, м
Продолжительность пребывания продукта
в зоне осахаривания, мин

Давление продуктового насоса, МПа
Температура гидролиза, °C

100	150

43,4	49,5

19,2	64

—	3,5

0,7	0.3

140	145

275	3UU

95	92.5

53	19,85

3,5	3,5

0.7	0.7

143	145

На рис. 126 приведена схема непрерывного осахарнвателя
Кройсра производительностью 100 т патоки в сутки, установлен-
ного на Казацком паточном заводе. Крахмальная суспензия и»
цеха сырого крахмала через мерники 1 поступает в буферный
сборник 2, из которого подастся наверх в специальный сборник 3
для подкисления соляной кислотой. Подкисленный продукт из это-
го сборника переливается в сборник 4, где осуществляется предва-
рительное нагревание крахмальпой суспензии с использованием
вторичного пара станции осахаривания.

Специальным мембранным насосом 5 подкисленную суспензию
из сборника 4 перекачивают в непрерывный осахариватель 6, ко-
торый имет две зоны различного назначения. В первой зоне (по-
догреватели 6а) происходит процесс клейстеризации и предвари-
тельный гидролиз, во второй (зоне осахаривания 66) — оконча-
тельный гидролиз до нужной степени осахаривания. Готовый
кислый гидролизат поступает в испаритель 10.

Между зоной осахаривания и испарителем расположены не-
прерывного действия нейтрализатор 7, воздушный демпфер 8 для
сглаживания пульсаций насоса и редукционный клапан 9 для соз-
дания необходимого давления в зоне гидролиза. Нейтрализатор
непрерывного действия осуществляет постоянную нейтрализацию
кислого паточного сиропа раствором соды, подаваемым тем же на-
сосом 5. При предварительной нейтрализации pH сиропа харак-
теризуется величиной 2,8—3,5.

Рис. 126. Схема осахаривателя Кройера.

В испарителе 10 прн помощи конденсатора 11 (куда поступает
вторичный пар после испарителя) поддерживается разрежение
50,5 кПа. Конденсация пара осуществляется водой в конденсаторе
И. Несконденсировавшиеся пары отсасываются паровым инжек-
тором. Вторичный пар используется для подогрева подкисленной
крахмальной суспензии в сборнике 4. Из испарителя сироп насо-
сом 16 подается в сборник окончательной нейтрализации 13, где
«его pH доводится до 4,6—4,8. Затем готовый гидролизат перели-
вом поступает в сборник 15 с трехходовым краном, позволяющим
•сливать бракованный сироп в специальный сборник. Кроме того,
продукт нз сборника окончательной нейтрализации 13 может быть
направлен помимо перелива клапанами 12 и 14 непосредственно
в сборник гидролизата 15 или в канализацию. Пуск осахаривателя
производится на теплой воде для подогрева теплообменников и
всей аппаратуры, а также и продукта в сборнике 4 до необходи-
мой температуры. Наблюдение за всеми контролируемыми пара-
метрами ведется с общего щита управления по соответствующим
приборам.
Ниже приводится техническая характеристика осахаривателя
фирмы «ДДС-Кройер»:

Производительность по патоке, т/сут

Поверхность нагрева подогревателей, м2

Длина зоны осахаривания, м

Продолжительность пребывания продукта в зоне осахари-
вания при длине труб 170 м, мин

Давление, развиваемое насосом, МПа

Температура продукта после подогревателей, СС

100

22

70, 100, 170

3,3

2,6

150

5.	НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ гидролизатов

По достижении необходимой степени гидролиза процесс должен
быть прекращен и вся свободная кислота удалена, для чего кислый
гидролизат выдувают в нейтрализатор. Здесь процесс гидролиза
прекращают путем нейтрализации соляной кислоты раствором
соды. Реакция протекает в соответствии с уравнением

2НС14- Na2COs = 2NaCl -f- СО2 + Н2О.

Образовавшийся хлористый натрий остается в растворе и обус-
ловливает зольность патоки, поэтому превышение расхода соляной
кислоты на гидролиз приводит к повышению зольности патоки, что
недопустимо.

В крахмале, как известно, присутствует фосфорная кислота, ко-
торая переходит в сироп и нейтрализуется позже соляной, так как
она менее диссоциирована. Реакция нейтрализации протекает в
соответствии с уравнением

Н3Р04 + Na2C03 = 2NaH2PO4 + Н2О + СО2.

Избыток соды влияет отрицательно на качество сиропа, по-
скольку при взаимодействии с ним глюкоза даже на холоду раз-
рушается с образованием окрашенных продуктов, кислые фосфа-
ты переходят в средние. Последние обусловливают появление мути
в патоке от выпадающих солей кальция и железа.

Ход реакции контролируют путем определения pH.

Максимальное выделение (коагуляция) азотистых веществ из
нейтрализованного сиропа (кукурузного крахмала) происходит
лучше при pH около 4,75. Однако обесцвечивание сиропов актив-
ным углем дает лучшие результаты при величине pH около 4,5.
В то же время значение pH готовой патоки должно быть не ниже
4,6. Поэтому величина pH нейтрализованных сиропов должна со-
ставлять 4,6—4,8.

Для нейтрализации сиропов содой применяют нейтрализато-
ры, выполненные из нержавеющей стали или дерева. На рис. 127
показан нейтрализатор периодического действия. Сироп, подле-
жащий нейтрализации, попадает в нейтрализатор из конвертора
по трубе 7, нижний конец которой направлен на конус 5, предо-
храняющий днище нейтрализатора от удара струи сиропа, посту-
пающего под высоким давлением. Конец продуктовой трубы и ко-
Рис 127. Нейтрализатор периодического дей-
ствия.

т патоки составляет в среднем 3.5 кг.

нус прикреплены к стенкам нейтрализатора тягой 4. Более целе-
сообразно конус 5 устанавливать у дна аппарата, как показано
на рисунке пунктиром. При этом потери в результате самоиспаре-
ния будут значительно меньшими. Для уменьшения потерь сиропа
на трубе 1, служащей для удаления пара из нейтрализатора, уста-
новлен брызгоуловитель 3. Перемешивание сиропа с раствором-
соды производится воздухом через барботер 9, в который он по-
дается по трубе 2. Дав-
ление сжатого воздуха
не должно быть ниже
0,05 МПа. Для отбора
пробы на полноту нейтра-
лизации служит кран 10.

Раствор соды готовят
в отдельном сборнике,
расположенном обычно
на первом этаже, из рас-
чета запаса на работу
смены. Из этого сборника
раствор подается в верх-
ний расходный сборник
12, из которого самоте-
ком наполняет мерник со-
ды 11. Из мерника ра-
створ соды поступает в
трубу с отверстиями 6,
служащую для более рав-
номерного распределения
по массе сиропа. Для ней-
трализации используют
раствор соды концентра-
цией сухих веществ 16—
18%. Расход соды на 1

Готовый сироп спускают по трубе 8. Температура сиропа, по-
ступающего в нейтрализатор, снижается со 138—140 до 100—
102° С, при этом происходит значительное самоиспарение. Нейт-
рализация сиропов проходит при температуре 95—96° С, до кото-
рой охлаждается сироп в результате подачи раствора соды и про-
дувания его воздухом через барботер. В период нейтрализации
возможны потери сиропа с парами и углекислотой в атмосферу.
Для уменьшения этих потерь нейтрализатор заполняют кислым
сиропом только на 15% объема, а сечение вытяжной трубы опре-
деляют из расчета скорости пара 3 м/с. Расход воздуха на переме-
шивание составляет на 1 м2 зеркала жидкости 1 м3/мин.

•После подачи сиропа в нейтрализатор через барботер посте-
пенно вводят воздух для удаления основной массы пара, затем
воздушный вентиль открывают полностью для энергичного пере-
мешивания сиропа. Отбирают пробу сиропа для контроля йодом
на полноту осахаривания. При нормальной йодной пробе начина-
тот подачу содового раствора через барботер. После подачи около
70% теоретически необходимого количества содового раствора из
нейтрализатора отбирают пробу, фильтруют через бумажный
фильтр и проверяют полноту нейтрализации одним из принятых
методов. Показатель pH нейтрализованного сиропа должен быть
4,6—4,8. При проведении процесса нейтрализации очень важно
правильно определить конец нейтрализации, так как от этого во
многом зависят нормальная работа следующих станций и качест-
во выпускаемой патоки.

В работе нейтрализатора могут быть следующие нарушения.

Чрезмерная нейтрализация сиропа может произойти, если в
нейтрализатор подана лишняя порция содового раствора или не-
исправен вентиль на линии содового раствора и он поступает в
нейтрализатор. В этом случае добавляют некоторое количество со-
ляной кислоты и доводят величину pH до 4,7. Цветность такого
сиропа будет выше обычной. Сироп минимальными порциями на-
правляют на линию очистки, увеличив количество активного угля
на обесцвечивание.

Неполная нейтрализация сиропа может произойти, если в ней-
трализатор не будет подана полная порция содового раствора или
если спускной вентиль из конвертора неисправен. Чтобы своевре-
менно заметить неисправность вентилей, подачу содового раствора
и спуск нейтрализованного сиропа необходимо организовать через
воронки, что позволяет заметить малейшие неисправности венти-
лей и своевременно их устранить.

Потемнение сиропа происходит в результате местной переней-
трализации сиропа прн обрыве распределительной трубы, по ко-
торой подается содовый раствор. Нормально нейтрализованные си-
ропы имеют светло-желтую окраску с цветностью не более 0,35 ед.
«оптической плотности.

Нейтрализатор работает периодически. Режим его работы
тесно связан с режимом работы конвертора. Продолжительность
отдельных операций при нейтрализации (в мин): наполнение (вы-
дувка из конвертора) — 7—8; нейтрализация 4—5; спуск сиропа
12—15; полный оборот нейтрализатора 23—28. Обычно на один
конвертор устанавливают один нейтрализатор.

«. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА НЕЙТРАЛИЗОВАННЫХ СИРОПОВ

Отделение жиро-белкового осадка

В кислом паточном сиропе после гидролиза крахмала кроме
белковых веществ в виде эмульсии находится и жир, количество
которого в свободном виде составляет около 0,7—0,8%, в том
числе гидролизного — 0,50—0,55%. После нейтрализации белки
коагулируют н эмульсия разрушается, частички жира слива-
ются в крупные капли, которые быстро поднимаются на поверх-
ность, захватывая с собой хлопья белка^ Эта смесь жира и белка
называется жиро-белковым осадком и подлежит удалению из си-
ропов до механической фильтрации, так как ею забиваются поры
фильтрующего материала и снижается производительность филь-
трационного оборудования. Простейшим аппаратом для отделе-
ния жиро-белкового осадка является жироотделитель — скиммер.
За рубежом широко используют сепараторы.

Скиммер-жироотделитель (рис. 128) представляет собой
стальной прямоугольный резервуар 4, разделенный перегородка-

НеитрашзоВанный

В сборник
грязи

Рис 128 Жпрсотлелитель-скпммер.

ми 2 на несколько частей. Часть перегородок прикреплена к дни
щу и не доходит до уровня сиропа на */з высоты, другая часть и?
начинается от верхнего борта и не доходит до дна жироотдели'
теля. Сироп из нейтрализатора через секцию 1 проходит путь
указанный иа рисунке стрелками. Очищенный сироп отводится пс
трубе 5, помещенной в трубу 3, верхний конец которой располо-
жен выше уровня сиропа, а нижний не доходит до дна почти нг
1 м. В каждом отделении скиммера имеется отверстие 6 для спу-
ска сиропа. Жирная грязь собирается в желобах 7 п 8, располо
женных по всей длине скиммера, и через спускпое отверстие 9 на-
правляется в сборник фильтрационного осадка. Слой жирногг
осадка, как только толщина его достигнет 150 мм, вручную счи
щают в желоб 7. Обычно это делают 1—2 раза в смену. Объеъ
скиммера должен быть равен 30% объема нейтрализатора.

Обычно на скиммере выделяют около 30—40% жира и 40—
60% белка. В выделенной жирной грязи содержится 45—50% вла
ги, 41—43% углеводов, около 13,5% составляют протеин, жир
зола.

Более прогрессивным способом отделения жиро-белковой взве
си из нейтрализованного сиропа является применение сепаратора
При сепарировании сиропов получают три фракции: жиро-бел
ковуго, осветленный сироп и осадок. Опыт показывает, что на се
параторе можно получить жиро-белковую фракцию в виде пасть
с содержанием сухих веществ 70—75% и выделить из нейтрали
зованного сиропа 85—97% примесей.
Механическое фильтрование сиропов

Нейтрализованный паточный сироп содержит труднофнльтруе-
мую фазу в количестве 0,55—0,85% к массе продукта. Плотность
«сиропа 1190—1200 кг/м3, температура 80—90° С, pH 4,6—4,9. Твер-
дая часть состоит из белков и жира, скоагулированных в виде
хлопьев, часть из которых отделена на жироотделителе. В состав
осадка нейтрализованного паточного сиропа входят 7—11% бел-
ка, 45—55 жира, 1,6—2,5% золы.

Коэффициент сжимаемости осадка — 0,47; среднее удельное
ьесовое сопротивление осадка нейтрализованного паточного сиро-
па, отнесенное к единице вязкости (при фильтрации через слой
облагороженного диатомита Забалуйского месторождения), со-
ставляет (5,26—9,1) -1011 м/кг. Эта величина представляет собой
отнесенное к единице вязкости сопротивление, приходящееся на
«единицу поверхности осадка, масса твердой фазы которого равна
единице.

Основной величиной, характеризующей процесс фильтрации,
является скорость, т. е. количество продукта, прошедшее в еди-
ницу времени через единицу площади поверхности фильтра. Эта
скорость прямо пропорциональна разности давлений продукта при
фильтровании и обратно пропорциональна вязкости фильтрата и
•общему сопротивлению осадка и фильтровальной перегородки.
Движущей силой процесса фильтрации является разность давле-
ний продукта по обе стороны фильтровальной перегородки. При
этом с одной стороны перегородки, как правило, существует дав-
ление, а с другой создается либо разрежение (на вакуум-фильт-
рах), либо избыточное давление (на фильтр-прессах, дисковых,
патронных и подобных фильтрах). Чем больше разность давлений,
тем, при прочих равных условиях, выше скорость фильтрования.
Максимальный перепад давлений, который можно использовать
при фильтровании, обусловлен структурой осадка.

Получающийся после нейтрализации паточных и глюкозных
сиропов осадок относится к числу сжимаемых, что не позволяет
использовать высокий перепад давлений (более 0,2 МПа на
фильтр-прессах и 0,35 МПа на автоматических камерных фильтр-
прессах), так как в конце фильтрации по достижении указанных
давлений он настолько сжимается, что поры в нем практически за-
купориваются и процесс прекращается. Если осадок не сжима-
ется (в случае фильтрации сиропов после обработки активным
углем), процесс можно вести прн давлении до 0,8 МПа.

К факторам, влияющим на скорость фильтрации, относится ка-
чество перерабатываемого крахмала Так, если гидролизу подвер-
гается кукурузный крахмал с содержанием белка выше 0,5—0,6%.
фильтрация ухудшается. Большое значение имеют величина pH
и вязкость сиропа, обусловленная углеводным составом. Поэто-
му первым и основным условием является правильное ведение
процесса гидролиза крахмала и нейтрализации кислых сиропов.
Второе условие — высокая (85—90° С) температура фильтруемого
340
сиропа, уменьшающая вязкость. При фильтровании сиропов, по*
лучаемых осахариванием крахмала соляной кислотой, подлежащий
удалению осадок будет состоять в основном из труднофильтруе-
мых сжимаемых частиц. Для создания на ткани фильтра пористой
лепешки в нейтрализованный сироп вводят наполнитель, улучшаю-
щий фильтрацию. В настоящее время в качестве наполнителя ис-
пользуют диатомит и перлит. Эти вещества относятся к числу
несжимаемых осадков^

Диатомит представляет собой останки минерального скелета растительных
водорослей морского нлн пресноводного происхождения. Наиболее чистый диа-
томит содержит до 97% кремнезема. Из всех применяемых при фильтрации на-
полнителей диатомит имеет наиболее развитую пористую поверхность. Однако
природные днатомнты обычно не обладают необходимыми свойствами для уско-
рения фильтрации и получения прозрачного фильтрата, бывают загрязнены
различными примесями (глины, Fe2Og и др.), содержат большое количество
мелких панцирей (менее 1—3 мкм). Поэтому обычно их подвергают специаль-
ной обработке (облагораживанию) для улучшения фильтрующих свойств.

В последние годы промышленное значение для применения в качестве
фильтрующих порошков получил новый фильтровальный материал — перлит.
Исходным материалом для его производства является стекловидная горная по-
рода вулканического происхождения. Специальная обработка и классификация
по размеру частиц обеспечивают получение фильтрующего порошка необходи-
мого качества. Перлит состоит из частичек неравномерной осколочной формы
Такне частицы в отличие от форм частичек трепела создают несжимаемый филь-
трующий слой, в котором пустоты занимают примерно 80—90%. Огромное ко-
личество мельчайших каналов, сообщающихся между собой, создает возмож-
ность быстрого прохода жидкости. Размер отверстий позволяет задерживать
мельчайшие частицы диаметром менее 1 мкм.

Фильтрующие порошки, как отмечалось выше, способствуют
созданию на ткани фильтра более пористой лепешки, что удлиняет
продолжительность работы фильтра и увеличивает скорость фильт-
рации. Их загружают в контактные сборники, заполненные сиро-
пом, подлежащим фильтрации. В зависимости от качества мате-
риалов расход их колеблется от 0,3 до 1,2% к массе абсолютно
сухих веществ сиропа.

Перед началом фильтрации на ткань фильтра наносят тонкую
лепешку из диатомита или другого фильтрующего материала. Это
предохраняет поры ткани от быстрого забивания коллоидными
частицами осадка. Для предварительного нанесения слоя фильт-
рующего материала разводят небольшую его часть в чистом, ра-
нее отфильтрованном сиропе и фильтруют суспензию на фильтр-
прессе в самом начале работы. После нанесения лепешки на
фильтр-пресс подают основную массу сиропа, в которую порция-
ми добавляют остальное количество фильтрующего материала.
Толщина лепешки не превышает 7 мм.

В отечественном и зарубежном паточно-глюкозном производстве применяют
•фильтры с вертикальными и горизонтальными фильтровальными элементами, ва-
куум-фильтры, патронные, тарельчатые и дисковые фильтры.

Фильтр-прессы с вертикальными элементами бывают камерными и плиточно-
рамными. Камерный фильт р-п р е с с по сравнению с плиточным при про-
чих равных условиях имеет большую поверхность фильтрования.

Плнточно-рамные фильтр-прессы имеют винтовой ручной, гид-
равлический или электромеханический привод, рамы с размером в свету 820X820
мли 1000X1000 мм, общую площадь поверхности фильтрования от 40 до 140 м2.
Па паточных заводах иаибоее широкое распространение получил аппарат с раз-
мером рам 820X820 мм и площадью фильтрующей поверхности 56 м2.

В табл. 77 приведены данные работы фильтр-прессов при фильтровании па-
точных сиропов, полученных гидролизом кукурузного крахмала соляной кисло-

Таблица 77. Показатели работы фильтр-прессов при фильтровании
паточных сиропов

Производительность	Сироп

фильтр-пресса м8/м2-ч из картофельного крах- 0,20)
мала	! 0,40 0.25	0.40

из зернового крахмала 0,121

Наибольшее давление в на-Паточный сироп	0,30 0,40 0.40	0,15

пориой линии, МПа
Время полного оборота. Сироп

мин	из картофельного крах- 1501

мала	> 310	340 До Юсут

из зернового крахмала	90]

той, в табл. 78 показана масса фильтруемого продукта, приходящаяся на 1 т
готовой продукции.

Таблица 78. Масса фильтруемого продукта на ‘	( т готовой продукции, т
Фильтруемый продукт	| Глюкоза | Патока
Нейтрализованный сироп  Жидкин сироп с активным углем  Густой »	»	»	7.558	2,269  7,397	2,419  3,749	I.433

Перед фильтрацией на рамки пресса надевают чистые салфетки, плотно
прижимают н пропаривают паром. Салфетки обычно изготовляют из хлопчато-
бумажной ткани типа диагонали. Сироп подают на пресс центробежным насосом..
Первые порции фильтрованного сиропа обычно мутны, н их возвращают в сбор-
ник исходного сиропа. После образования на ткани салфеток небольшого слоя
осадка фильтрат выходит совершенно прозрачным и его направляют в сборник,
чистого сиропа. При хорошей фильтрации осадок на ткани фильтр-пресса по-
лучается сухой, легко отделяется от нее.

Салфетки моют в механизированной мойке В обоих случаях первые порции
промывных вод, содержащих более 1% суках веществ, возвращают в производ-
ство, а более жидкие сливают в канализацию. Фильтр-прессный осадок посту-
пает в сборник, где смешивается с салфетомосчпыми водами, а затем подается
на фильтр-пресс для промывания и отделения осадка. Количество осадка учиты-
вают.

Несмотря на широкое распространение в крахмвло-паточиой промышленно-
сти, плиточно-рамные фильтр-прессы имеют недостатки, периодичность работы,
невозможность теплоизоляции аппарата и автоматизации, тяжелые условия тру-
да, большая затрата труда и времени для перезарядки.
Рис. 129 Схема барабанного ва-
куум-фильтра.

Большое распространение в настоящее время в крахмало-паточной промыш-
ленности нашли вакуум-фильтры с намывным слоем н микросъемом осадка.
Для намывания слоя используют диатомит или перлит

Конструктивно вакуум-фильтры мало отличаются от обычно применяемых
для промывания крахмала, однако способ фильтрации сиропов и снятия осадка
имеет свои особенности При подготовке вакуум-фильтра (рис. 129) к работе
в корыто 5, снабженное мешалкой 2, вводят водную суспензию bctiomoi атель-
кого материала и на поверхность вращающегося барабана под вакуумом намы-
вают слой толщиной 50—70 мм. После об-
разования фильтрующего слоя необходимой
толщины оставшуюся суспензию фильтрую-
щего материала сливают и корыто вакуум-
фильтра заполняют сиропом. При каждом
обороте барабана, имеющего частоту вра-
щении 4 об/мин, на поверхности фильтрую-
щего слоя образуется тонкий слой фильтра-
ционного осадка, который после прохожде-
ния зоны просушки срезается ножом 1. Ми-
кропривод обеспечивает перемещение ножа
с погружением в фильтрующий слой на
0,05—0,1 мм. При работе фильтра нож не-
прерывно срезает образовавшийся осадок и
•очень тонкий слой фильтрующего материала.

Такой способ фильтрации позволяет по-
дучить чистый сироп при сохранении посто-
янной скорости фильтрации Скорость филь-
трации при работе на нейтрализованном си-
ропе, полученном из кукурузного крахмала
гидролизом соляной кислотой, 200—
•300 л/(ч-м2). Фильтрация продолжается до
тех пор, пока толщина слоя не уменьшится
до 5—6 мм, после чего приступают к намы-

ванию нового слоя. Процесс намывания слоя фильтрующего порошка продолжа-
ется 1—1,5 ч, время следующей за этим фильтрации сиропа 20—22 ч При работе
на вакуум-фильтре получается сухой осадок, который используется при приготов-
лении кормов.

Для фильтрования нейтрализованных сиропов, а также сиропов после об-
работки активным углем в промышленности используют дисковые фильтры ФД
с поверхностью фильтрования 80; 100 и 150

Дисковый фильтр марки ФД-100 (рис. 130) имеет горизонтальный цилинд-
рический корпус 5, внутри которого вращается полый вал 2 с двадцатью че-
тырьмя дисками 23; каждый диск состоит из восьми секторов, представляющих
собой пустотелые сетчатые рамки со штуцерами Секторы обшиваются на ма-
шинке фильтровальной тканью. Сироп из каждого сектора отводится через шту-
цер в коллекторные трубки 3, расположенные внутри вала 2, и попадает е
приемник сиропа 16. Вал приводится во вращение от электродвигателя мощно
стью 4 кВт. В каждом продольном ряду из восьми секторов имеется своя отво-
дящая сироп трубка. Все коллекторы расположены кольцом внутри трубовала.
Концы коллектора закрыты пробками 7

Приемник сиропа 16 имеет три смотровых окна В нижней части фильтр?
по всей длине приварен желоб 12, в котором от электродвигателя 10 через чер.
вячную передачу 8 и редуктор 9 вращается шнек для отвода фильтрационное
осадка И. Шнек делает 44,5 об/мин. Смытый с дисков осадок вместе с воде!
проходит через специальные прорези 15 в нижней части корпуса фильтра, рас

положенные против каждого междискового промежутка и транспортируется т
выходному патрубку. Для гидравлического смывания грязи с дисков служи:
сопловой аппарат, который представляет собой расположенные в верхней чаев
фильтра по всей длине трубы, имеющие по два сопла на каждый междисковы!
промежуток Против каждого сопла в корпусе фильтра сделано отверстие. П<
длине сопловой аппарат разделен на две части, к каждой из которых подведен;
коммуникация смывной воды. С обеих сторон фильтра расположены люки дл:
доступа к любому сектору. Фильтр стоит на раме 14, движущаяся часть имеет
ограждение 6. Для сиязи с атмосферой имеется патрубок 1.

После установки и укрепления фильтрующих рамок на трубовале люки на
корпусе фильтра закрывают и включают фильтр в работу. Сироп поступает че-
рез открытый вентиль внутрь корпуса, вытесняя воздух. Чистый сироп собира-

Рис 130. Дисковый фильтр марки ФД-100.

ется в приемнике. После завершения цикла работы подачу сяропа прекращают
и его остаток спускают при помощи сжатого воздуха через патрубок 4. Затем
вентиль спуска сиропа закрывают и приступают к промыванию осадка. Перед
смыванием осадка с фильтра остатки промывной воды вытесняют сжатым воз-
духом, а затем включают сопловое устройство для гидравлического удаления
осадка

Основные данные о работе фильтра типа ФД-100 приведены в табл 79.

Таблица 79. Технологические показатели работы фильтра типа ФД-100
при фильтровании паточного сирола из зернового крахмала

Показатель	Фильтруемый сироп		
	нейтрализован  с диато-	1 жидкие с ак- 1  1 тивным углем 1	густой с ак- тивном углем
Скорость фильтрования, м8/(м--ч)	0,20	0,35	0,20
Давление фильтрования, МПа	0.2	0,2	0.2
Времч полного оборота, мин	90	90	80

Большой интерес для паточно глюкозпого производства представляет модер-
низированный автоматизированный камерный фильтр-пресс ФПАК-М. Фильтр
выполняется из нержавеющего материала с площадью поверхности фвльтрода-
ияя 2,5; 5; 10 и 25 м2 (рис. 131). Это аппарат периодического действия,, пли-
ты В и рамы совмещены попарно и расположены горизонтально. Такая конст-
рукция позволяет укладывать фильтровальную ткань 4 горизонтально в виде
зигзагообразной бесконечной ленты и тем самым создавать благоприитные ус-
ловия для быстрого снятия осадка, отложившегося на ткани Рабочее состояние
ленты регулируетси натяжным устройством 6, приводным барабаном 3, ролика-
ми 10. Плиты находятся на направляющих планках 9. В фильтре предусмотре-
на камера 1, предназначенная для регенерации ткани. Верхняя сторона каждой
плиты фильтра образует камеру, к ннжней прикреплена рама.

Между плитой и рамой расположена резиновая диафрагма, которая припод-
нимается под давлением воды. Диафрагма отжимает жидкую фазу, сжимает и
подсушивает осадок. Осадок, сжатый диафрагмой под давлением до 1,5 МПа,

отделяется ножами 5 от ткани,
отводится транспортером 2.
Фильтровальные плиты, зажа-
тые между упорной верхней 7
я нажимной иижней 11 плита-
ми, перемещаются по вертика-
ли. Пресс закрывается и откры-
вается электромеханическим за-
жимом 12 в течение 1—2 мин.
После зажатия плит начинает
поступать сироп из коллектора.
Жидкая фаза проходит через
ткань в камеры, затем в кол-
лектор.

Осадок, задержанный на
ткани, промывается и отжи-
мается диафрагмами. После
этого плиты раздвигают н с
движущейся ткани удаляют
осадок. Одновременно регене-
рируется часть ткаии, проходя-
щей через регенерационную ка-
меру. Работа фильтра полно-
стью автоматизирована. С по-

передвигающейся во время очистки пресса, и

мощью реле времени возможно

изменение продолжительности Рис. 131. Фильтр марки ФПАК-М.
отдельных периодов цикла ра-
боты.

Основные данные о работе фильтра ФПАК-М приведены в табл. 80.

Таблица 80. Технологические показатели работы фильтра типа ФПАК-М
при фильтровании сиропов из зернового крахмала

Показатель	Сироп	Сироп		
		нейтрализо- ванный с диа- томитом	жидкий с активным углем	густой с ак- тивным углем

Скорость фильтрования,	Паточный	0,60	0,90	1,50
м3/(м2 • ч)	Глюкозный	0,80	2,00	1,60
Давление фильтрования, МПа Паточный	0,20	0,70—0,90	0,35
Глюкозный	0,35	0,60—0,80	0,35
Время полного оборота, мии Паточный	17	17	22
Глюкозный	22	20	20

При оценке процесса фильтрования основными критериями
служат прозрачность фильтрата и его количество, прошедшее за
единицу времени через фильтрующую перегородку, т. е. скорость
фильтрования.

Температура фильтрования сиропов после обработки актив-
ным углем не должна быть ниже 70° С.
7.	ОБЕСЦВЕЧИВАНИЕ ПАТОЧНЫХ СИРОПОВ

После удаления взвешенных веществ паточные сиропы пред-
ставляют собой совершенно прозрачную жидкость желтого цвета.
Интенсивность окраски зависит от чистоты перерабатываемого
крахмала, способа проведения гидролиза и условий нейтрализа-
ции. Окончательная очистка сиропов предусматривает удаление,
красящих веществ, зольных элементов, белковых веществ, пони-
жение кислотности, снятие запаха. Такую очистку проводят ак-
тивным или гранулированным углем или ионообменными смола-
ми В настоящее время на паточных заводах страны в качестве
адсорбента используют в основном активный уголь марки ОУ-Б
(кислый). Такой уголь хорошо адсорбирует красящие вещества
сиропа.

Процесс адсорбции наиболее полно выражается уравнением
Фрейндлиха

х/т = асц,

где * — количество красящих веществ, адсорбированных при установившемся-
равновесии, %, т — количество угля, взятого для сорбции, I, с — конечная
(равновесная) концентрация красящих веществ в сиропе, %; а и ц — константы,,
зависящие от качества угля, обычно равные соответственно 22,73 и l,03S2._JI

По этому уравнению может быть определен расход угля на
обесцвечивание сиропа, исходя из цветности исходного и очищен-
ного сиропов.

Процесс адсорбции зависит от следующих факторов: концент-
рации адсорбируемого вещества, количества адсорбента и темпе-
ратуры процесса. Лучше адсорбируются органические вещества.
Эффективность работы активного угля или ионообменной смолы
оценивают по уменьшению окраски обрабатываемого сиропа.
Уменьшение цветности, выраженное в процентах к первоначаль-
ной, называют эффектом обесцвечивания и рассчитывают по фор-
муле

Эф = |(Цв1 — Цв^ще1]  100,
где Эф—эффект обесцвечивания, %; п Цв%—цветность сиропа начальная
и после обработки, ед цветности

Активный уголь марки ОУ-Б— продукт активирования дре-
весного угля-сырца водяным паром при высокой температуре с
последующим измельчением его в тонкий порошок Наиболее при-
годным сырьем для его производства является береза. Хороший
уголь можно получить и при перегонке торфа. В соответствии с
ГОСТ 4453—74 «Уголь активный древесный порошкообразный»
адсорбционная активность по мелассе должна быть нс менее
100%; содержание золы, растворимой в воде, не более 1%;
pH водной вытяжки угля в пределах 4—6. Лучший эффект обес-
цвечивания сиропов получают в том случае, если активный уголь
имеет большую поверхность сорбции и содержит не менее 96—
97,5% углерода.
Наиболее широкое распространение получила схема двукрат-
ной очистки сиропов свежим активным углем. При этом 20% угля
от общего количества 0,8—1,0% к массе сухих веществ обес-
цвечиваемого сиропа расходуется на обработку жидкого сиропа,
S0 %—на обработку густого сиропа после выпарки. Продолжи-
тельность контакта сиропа с углем при непрерывном перемеши-
вании 25—30 мин при температуре 70—75° С. Активный уголь в
контактные сборники подается в виде густой суспензии, для чего
в схеме производства предусмотрен специальный сборник.

После употребления уголь часто используют совместно с диа-
томитом или перлитом для создания фильтрующего слоя при
фильтровании нейтрализованного сиропа.

Большое распространение получил также пылевидный актив-
ный уголь типа карборафин производства ПНР. Карборафин со-
держит около 85,5% углерода и 4,25% золы; pH водной вытяжки
7 и выше, что затрудняет его применение и требует подкисле-
ния в процессе использования. Кроме указанных углей в послед-
нее время используют для обесцвечивания паточных сиропов ак-
тивные угли марок КАД, УАФ.

В производстве патоки и глюкозы за последнее десятилетие
разработаны непрерывные процессы, включающие использование
такого оборудования, как непрерывные осахариватели, центри-
фуги-сепараторы для выделения жиро-белковой взвеси, станции
фильтрования, оснащенные барабанными вакуум-фильтрами, и
т. д. Применение непрерывного процесса обесцвечивания стало
возможным при использовании ионообменных смол или активных
гранулированных углей. В этом случае процесс становится эко-
номически выгодным в связи с многократным использованием ад-
сорбента, обеспеченным его регенерацией.

В СССР и за рубежом гранулированные угли длительное время
используют в сахарной промышленности; ведутся работы по созда-
нию угля для крахмало-паточной промышленности. В СССР вы-
пускают угли марок АГ-5; АГ-3; АГС-4; АГС-3. Уголь, применяе-
мый в крахмало-паточной промышленности, в отличие от угля,
применяемого в сахарной промышленности, должен иметь pH
водной вытяжки в пределах 4—6 Обычно схема использования
гранулированного активного угля включает два адсорбера, пред-
ставляющих собой заполненные углем колонны с коническим дни-
щем высотой до 9 м и диаметром 3 м. Очищаемый сироп подают
в колонну снизу вверх. Пройдя слой угля, чистый сироп через си-
стему колпачков, находящихся в верхней части колонны, поступает
в сборник перед контрольной фильтрацией и затем в испаритель.
Один раз в смену небольшое количество отработанного угля вы-
водят через дно колонны для регенерации. Такое же количество
регенерированного угля засыпают сверху из загрузочного бака.
Принцип противотока обеспечивает наиболее эффективное исполь-
зование угля при очистке сиропов с максимальным количеством
примесей. При этом получают сироп высокого качества, так как
в верхней части адсорбера он окончательно обрабатывается все-
гда свежим углем. Температура сиропа при обработке 70° С. От-
работанный уголь из колонны поступает в сборник для извлече-
ния сиропа, часть промывных вод (наиболее плотных) направ-
ляется в исходный сборник, остальные—на линию промывных
вод.

Отмытый от сиропа уголь промывают разбавленным раствором
соляной кислоты для удаления поглощенных неорганических эле-
ментов. Затем кислоту удаляют, продувая воздухом, промывают
уголь и направляют на регенерацию. Регенерацию активных гра-
нулированных углей ведут при температурах 800—-1000° С в спе-
циальных печах в присутствии водяного пара; при этом углерод
красящих веществ выгорает за счет кислорода воды, в результате
достигается полное восстановление адсорбционных свойств угля,
после этого уголь охлаждают и заливают водой. При очистке ак-
тивным гранулированным углем применяют следующий режим
обесцвечивания:

Показатели

Температура сиропа, °C	Не даже 60

Эффект обесцвечивания, %	Не ниже 50

pH сиропа	Не ниже 4,6

Кислотность сирота, мл Од н. раствора NaOH в пересчете Не выше 25
ва сухое вещество

Удельная нагрузка при обработке, л/кг-ч угля	Не более 2

Ионообменные смолы в крахмало-паточной промышленности
используют для очистки паточных и глюкозных сиропов. Примене-
ние их позволяет получить патоку высокого качества, свободную
от ионов металлов с незначительным содержанием, аминокислот,
что гарантирует устойчивость патоки при хранении и нагревании.

Синтетические ионообменные смолы — иониты — представляют
собой высокомолекулярные соединения, твердые, нерастворимые в
воде, механически и химически устойчивые и обладающие ионо-
обменными свойствами. Иониты состоят из пространственно сши-
тых углеводородных цепей (матрицы) с жестко закрепленными
на них активными ионогенными группами. Типичная реакция ион-
ного обмена

RSO7 Н+ + Na+ci_ RSOp\’a+ -[  HCi,

RSO^Na+ + Ca++d^-^ (RSQ»Ca++ 2NaCl,

RNHfOH- -J- н+С1~ 5* RNHg-Cl- -f- НЯО,

RNHj-Cl~+ Na+OH-	RNH^OH" + NaCl.

Ионогенные группы: катионитов сульфо —SO£"; карбоксильные
СЦГ и др.; анионитов: четвертичные аммониевые основания
—NHf; третичные аммониевые основания — NR^H+ и др.

При ионном обмене, как и при адсорбции, твердое тело погло-
щает растворенное вещество, однако ионный обмен представляет
собой стехиометрическое замещение: в обмен на каждый эквива-
лент одного иона, поглощенного из раствора, ионит отдает в раст-
вор один эквивалент другого иона с зарядом того же знака. При
адсорбции сорбент поглощает растворенное вещество (электро-
лит или неэлектролит), не отдавая в раствор никакого другого

вещества. На практике трудно провести границу между этими про-

цессами, так как ионный обмен почти
всегда сопровождается адсорбцией, а
большая часть обычных адсорбентов,
как, например, активные угли, могут
действовать как иониты.

Иониты, применяемые для очистки
пищевых продуктов должны обладать
химической устойчивостью в условиях
длительного контакта с обрабатываемы-
ми растворами при различных pH и
температуре, не должны выделять вред-
но действующих на человеческий орга-
низм веществ. Процесс ионного обмена
обычно ведут в динамических условиях,
т. е. в потоке. Процесс заключается в
пропускании сиропа через слой смолы,
помещенной в ионитовый реактор с
удельной часовой нагрузкой 1-—2 л/л
угля. Ионитовый реактор (рис. 132)
представляет собой изготовленный из
гуммированной стали вертикальный ци-
линдрический сосуд 1 со сферическими
крышкой и днищем и вместимостью до
8 м3. В нижней части реактора установ-
лена металлическая плита 2, к которой
приварены штуцера с навинчивающи-
мися дренажными колпачками. Размеры
реактора обеспечивают запасной свобод-
ный обьем над слоем смолы (2 м), что
гарантирует при взрыхлении слоя иони-
та в процессе регенерации более высо-

Рис 132. Ионитовый реак-

кую степень промывания его и исклю- тор.

чает попадание зерен ионита в распре-

делительный коллектор 7. На очистку сироп поступает через рас-
пределительное устройство 8, очищенный сироп собирается в при-
емнике 12 и выходит через штуцер 13. Внутри ионита колпачки

засыпаны двумя слоями кварцевого песка 3, на которые помещают
смолу 4. Наблюдение за состоянием слоя смолы осуществляется

через смотровые стекла 9 и 10. Для крепления реактора служат
лапы 6 и 11. Отбор проб возможен через воронку 5. Паточные
сиропы обычно очищают по схеме катионит—>аниониткатио-

нит анионит, в последнее время в связи с выпуском ионитов
с высокими обесцвечивающими свойствами схема упрощена до-
одной ступени очистки.
Работами Научно-производственного объединения по крахма-
лопродуктам определена эффективность использования макропо-
ристых анионитов АВ-17-10П и АВ-17-2П при обесцвечивании па-
точных сиропов. Установка для обесцвечивания состоит из реак-
торов в количестве трех или четырех штук, обеспечивающих непре-
рывную работу установки. Реактор работает до тех пор, пока эф-
фект обесцвечивания не достигнет величины 50%, после чего
смола подвергается регенерации. Сироп в реакторы поступает са-
мотеком из сборника. По окончании работы сироп спускают до
уровня смолы и направляют в сборник обесцвеченного сиропа.
Промывают смолу конденсатом до содержания сухих веществ в
промывных водах 0,2—0,3%. Промывные воды направляют в спе-
циальный сборник.

Технология обесцвечивания анионитами включает следующие
операции: подготовку товарной смолы, рабочий цикл и регенера-
цию отработанного анионита. Регенерирующие растворы готовят
в сборниках. Для восполнения сорбента ввиду разрушения части
гранул, которые вымываются при рыхлении, в реактор периодиче-
ски добавляют свежую смолу.

8.	ВЫПАРИВАНИЕ СИРОПОВ В ТРЕХКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКЕ

Ведение процесса выпаривания

В соответствии с технологическим режимом производства па-
токи жидкие сиропы после обработки активным углем должны
иметь концентрацию сухих веществ не ниже 38% при работе на
конверторе и 40% при работе на непрерывном осахаривателе. За-
тем такой сироп концентрируют до содержания 55—57% сухих
веществ.

При выпаривании в однокорпусной выпарной установке расход
греющего пара на 1 кг выпаренной влаги составляет 1,1 кг. При
концентрациях 35—40% допустима температура кипения его до
100° С, поэтому вторичный пар будет иметь температуру, необхо-
димую для обогрева другого выпарного аппарата, работающего
•под более низким остаточным давлением. При этом сокращается
расход пара на единицу выпариваемой влаги. В указанных целях
применяют последовательное выпаривание в многокорпусной вы-
парной установке, используя в качестве греющего пара на каждый
«следующий корпус вторичный пар предыдущего корпуса. Расход
•свежего пара на испарение 1кг влаги составляет

Число корпусов Расход пара, кг

1	1,10

2	0,57

3	0,40

4	0,30

В крахмало-паточной промышленности используют, как пра-
вило, трехкорпусные выпарные установки, укомплектованные оди-

:35О
каковыми аппаратами. — это выпарные аппараты тина ВВ наг
аппараты с выносной поверхностью нагрева типа А.

Жидкий сироп из производственной цепи непрерывно подаю!
в I корпус выпарной установки (рис. 133), а густой сироп отводят
из 1П корпуса выпарной установки. Перед I корпусом сироп подо

Рис. 133 Схема трехкорпусной выпарной установки.

гревают в теплообменниках 1 и 2 сначала до температуры 86° С, а
затем 97° С. Обогрев теплообменника / производят частью вто-
ричного пара с I корпуса выпарной установки, теплообменника
2—ретурным паром температурой 114,6° С. Нагретый сироп по-
ступает в I корпусе выпарной установки, обогреваемый этим же
ретурным паром. В 1 корпусе поддерживают давление 93 кПа, чтс
обеспечивает температуру' кипения 100^ С и температуру' вторич
него пара 97,7’С. Вторичный пар использу'ют для обогрева II
корпуса установки.

Во II корпусе давление составляет 49 кПа, температура кипе-
ния сиропа 86° С, температура вторичного пара 80,9° С. Этот пар
направляют в греющу'ю камеру III корпу'са. Температуры кипени;
и вторичного пара равны соответственно 67,7 и 59,7° С, остаточное
давление 19,6 кПа. Вторичный пар из III корпуса установки по-
ступает в конденсатор 4, в котором смешивается с холодной водой
Затем по барометрической трубе нагретая вода температурой 40° С
поступает в сборник 9. Отделение мелких капель воды происходи!
в ловушке 5, газовозду'шну'ю смесь из которой откачивают вакуум-
насосом, обеспечивающим поддержание во всей выпарной у'ста-
новке заданного разрежения. На трубопроводе вторичного пара
после каждого аппарата устанавливают ловушки 3 для отделения
от пара мелких частиц сиропа, которые возвращаются в аппарат.
Барометрическую вод}? насосом подают в подогреватели 6 и 7, ра-
ботающие на вторичном паре первого и второго корпусов установ-
ки. Подогретая вода используется на производственные нужды.
Избыток барометрической воды направляют в градирни и повторно
лспользуют.

Чистый конденсат из теплообменника 2 и 1 корпуса собирают
в сборнике 12 и использую! для питания котлов, конденсаты вто-
ричного пара со 11 и 111 корпусов собирают в сборники 8, 11 и
используют в производстве. Густой сироп из III корпуса выпарной
установки концентрацией 55—57% сухих веществ откачивают
центробежным насосом 10 в подогреватель 6, из которого направ-
ляют в контактные сборники густого сиропа.

Для предотвращения потерь продукта с вторичным паром кро-
ме встроенных брызгоотделителей каждый корпус выпарной уста-
новки комплектуют наружной ловушкой 3.

Продукт возвращается в соответствующий корпус, а пар по-
ступает в следующий корпус выпарной установки. Конденсат из
греющих камер корпусов и подогревателей отводится копденса-
тоотводчиками, описанными в соответствующих руководствах по
аппаратуре.

Температурный режим, применяемый при работе выпарной
установки, приводится в табл. 81.

Таблица 81. Температурный режим в выпарной трехкорпусной установке

Показатель	Корпус		
	, 1 ..		
Температура, СС			
греющего пара	114,6	96,7	
кипения сиропа	100,2	Ь6,0	
вторичного пара	97,7	80,9	59,7
Полезная разность температур, С	14,4	10,7	

Отфильтрованный жидкий сироп после очистки активным уг-
лем, при работе по схеме с гидролизом крахмала вод давлением,
имеет концентрацию сухих веществ 35—40%, поэтому его выпари-
вают до концентрации густого сиропа, равной 50—55%.

Физическая сущность процесса выпаривания заключается в пре-
вращении части растворителя в пар в процессе кипячения рас-
твора. Следует отличать выпаривание от испарения. Испарение
происходит с поверхности тела при любой температуре, в то время
как выпаривание идет по всей массе жидкости при температуре,
соответствующей точке кипения ее при данной температуре. Сни-
жение давления в надсоковом пространстве аппарата способст-
вует более интенсивному кипению жидкости, что обеспечивает и
снижение расхода пара на выпаривание. Поэтому сироп, поступаю-
здии на выпаривание, рекомендуется предварительно подогревать
до температуры кипения в выпарном аппарате.

Выпаривание при атмосферном давлении требует значитель-
ного расхода тепла; на испарение 1 кг влаги расходуют 1,1 кг
свежего пара. Сиропы, содержащие в своем составе такие веще-

ства, как глюкоза и азотистые
соединения, обладают ограничен-
ной химической устойчивостью,
•особенно при высоких темпера-
турах. При этом ускоряются ре-
акции разложения глюкозы, об-
разования меланоидпнов, проис-
ходит карамелизация сахаров,
•что повышает цветность сиропов.
В связи с этим паточные сиропы
«выпаривают под разрежением при
пониженных температурах кипе-
ния. Для сгущения сиропов при
этом используют многокорпусные
выпарные установки. На боль-
шинстве паточных заводов в на-
стоящее время установлены вер-
тикальные выпарные аппараты
типа ВВ, используемые для ра-
боты под разрежением. Аппара-
ты выпускаются с площадью по-
верхности нагрева 25, 50, 100 и
150 м2. Опыт показал, что высо-
та надсокового пространства, со-
ставляющая для всех типовых
аппаратов В В 2,4 м, недоста-
точна. Из-за пенообразования, а
также при работе с повышенным
уровнем продукта происходят по-
тери сиропа с вторичным паром.
В связи с этим увеличивают над-
соковое пространство на 1,7 м,

Рис 134. Выпарной аппарат ти-
па ВВ.

вставляя дополнительную царгу.

Аппарат типа ВВ (рис. 134) состоит из греющей камеры 10, е
которой между двумя трубными решетками 6 завальцовань
стальные кипятильные трубки 9. Трубки длиной 2,5—3,6 м и диа
метром 38 мм образуют поверхность нагрева выпарного аппарата
Для усиления циркуляции сиропа в центре паровой камеры рас
•полагают циркуляционную трубу' 8 диаметром от 191 до 500 мм
Над греющей камерой находится надсоковое пространство 5, i
котором подвешен отбойный щиток 4, задерживающий брызги си
ропа при выходе сокового пара из аппарата. Сироп поступает i
аппарат через патрубок 2 и находится в кипятильных трубках 9

Греющий пар поступает в камеру' Ю через патрубок / и на

12 Зак. 1951
ходится в межтрубном пространстве. При нормальных темпера-
турах поступающего сиропа и обогревающего пара сироп в труб-
ках закипает немедленно. При этом смесь пара и сиропа подни-
мается, и над трубной решеткой пузырьки пара лопаются. Вто-
ричный, или соковый, пар удаляется из аппарата через верхний
патрубок 3, а освобожденный от пара сироп спускается по цент-
ральной циркуляционной трубе 8 и снова попадает внизу в кипя-
тильные трубки. Упаривание сиропа происходит при многократ-
ной циркуляции его благодаря разнице в плотностях сиропа в
циркуляционной трубе и смеси пара и сиропа в кипятильных
трубках. Сироп выводится из аппарата через патрубок 12, конден-
сат— через патрубок 11.

Пар, особенно соковый, содержит некопденсирующиеся газы,
скопление которых в греющем пространстве может помешать под-
воду новых порций греющего пара. Во избежание этого неконден-
сирующиеся газы отводят из греющей камеры через патрубок 7 и
трубу диаметром 10—20 мм в надсоковое пространство или ловуш-
ку этого же аппарата. Сироп в аппарате должен покрывать верх-
нюю трубную решетку на определенном уровне. Повышение или
понижение установленного уровня не допускается, так как в ре-
зультате этого будут снижаться интенсивность движения, произво-

дительность и ухудшаться качество сиропа.

Конденсат из аппарата отводится через патрубок 11. Выпарной

Рис. 135. Выпарной аппарат
с вынесенной поверхностью
нагрева

аппарат комплектуется паровыми и
водяными вентилями, указательными
и смотровыми стеклами, манометром,',
термометром и вакуумметром. В по-
следнее время находят применение ап-
параты с выносной поверхностью на-
грева.

Аппарат с естественной циркуля-
цией и выносной греющей камерой
изображен на рис. 135. Греющая ка-
мера 1 аппарата представляет собой
пучок труб, заключенных в цилиндри-
ческую обечайку 2. Верхние и нижние
концы труб завальцованы в трубные
решетки 3. К верхней трубной решет-
ке присоединена переходная камера 4
со штуцером для соединения с сепа-
ратором 5. Сепаратор — цилиндриче-
ский сосуд с эллиптической верхней
крышкой 6 и коническим днищем 8.
В верхней части сепаратора располо-
жен брызгоотделитель 7. Коническое
днище соединено с циркуляционной
трубой 9, которая при помощи коле-
на 10 присоединена к нижней каме-
ре 11. Циркуляция сиропа в аппарате
Рис 137. Пробоотборник.

Рис 136. Подогреватель

осуществляется по замкнутому кон-
туру'.- сепаратор — циркуляционная
труба — греющая камера—сепаратор.

Выпариваемый сироп, поднимаясь
по трубам, нагревается и вскипает.
Образовавшаяся смесь пара и сиропа

направляется тангенциально в сепаратор и разделяется на жидкую
.и паровую фазы. Проходя сепаратор и брызгоотделитель, вторич-
ный пар освобождается от капель и выходит из аппарата, а рас-
твор по циркуляционной трубе возвращается в греющу'ю камеру7.
Греющий пар поступает в межтрубное пространство, конденси-
руется и удаляется. Паточный сироп подают в аппарат через один
из штуцеров. Для наблюдения за работой предусмотрены смот-
ровые стекла. Аппарат рассчитан па непрерывную работу.

Выпарные аппараты, работающие под разрежением, имеют ва-
куум-установку' для конденсации образующегося пара — баромет-
рический конденсатор и вакуум-насос. В последние годы в пищевой
•промышленности используют водокольцевые вакуум-насосы мар-
ки ВВН, а также насосы типа РМК- Производительность сухого
вакуум-насоса при нормальной работе конденсатора 0,3 м3 возду-
ха на 1 кг конденсиру'емого пара.

Для подогрева сиропа до температуры кипения в 1 корпусе
.выпарной установки 95—96° С его направляют в подогреватель
(решофер) (рис. 136), состоящий из чутушного цилиндра 8, в ко-
тором между решетками 5 ввальцованы медные или латунные
трубки 7 диаметром 25—38 мм. Решетки прикрыты крышками 1
и 4, снабженными перегородками, разделяющими трубки подогре-
вателя иа несколько секций пли ходов. На рис. 136 представлен
двецадцатиходовый подогреватель, в котором каждый ход состо-

12* 35?
ит из восьми трубок Паточный сироп поступает в аппарат через:
штуцер 3 и по восьми трубкам первой секции направляется вниз.
По выходе из этой секции он попадает снизу в одну из соседних
секций и по ее трубкам направляется вверх. После прохождения
таким образом всех 12 ходов сироп выводится по штуцеру 10 в-,
межтрубное пространство, через штуцер 2 подается пар для обо-
грева, а конденсат из него отводится через штуцер. 9. Воздух и
другие газы отводятся из паровой камеры через штуцер 6. Пло-
щадь поверхности подогревателей может колебаться от 1 до
1800 м2 при длине трубок 1000—6000 мм.

Конец выпаривания сиропа определяют по концентрации про-
дукта. Пробу' сиропа отбирают с помощью пробоотборника, прин-
цип действия которого показан на рис. 137. Пробник 3 крепится
к стенке вакуум-аппарата 1. Пробу' отбирают с помощью треххо-
довых кранов 2. Для спу'ска пробы служит кран 4.

Пуск выпарной установки и прекращение ее работы

Перед пуском выпарну'Ю установку подвергают проверке на
герметичность всей аппарату'ры и трубопроводов, пропуская воду
температурой 60—70° С. Чтобы убедиться в герметичности всей
установки, создают вакуум, включая подогреватели и сборники
соковых конденсатов. После того как вакуум достигнет макси-
мума, вакуум-насос отключают от системы и наблюдают за раз-
режением. При хорошей герметичности разрежение не должно
уменьшаться. Однако следует иметь в виду, что разрежение мо-
жет снизиться из-за неисправности вентилей и задвижек.

При пу'ске выпарной установки в первую очередь заливают
водой барометрический ящик, открывают вентили на оттяжках
всех корпусов выпарки, подогревателей жидкого сиропа и сбор-
ников конденсата. Затем включают сифоны или автоматы-водо-
отводчики, открывают сиропный вентиль на I корпусе и включа-
ют в работу насос, подающий сироп на выпарную установку че-
рез подогреватель. После заполнения поверхности нагрева I кор-
пуса начинают заполнять II корпу'с и включают пар на 1 корпус.
После заполнения II корпуса сироп передают в III и включают
насосы, откачивающие конденсат. Нагреваясь, сироп закипает
поочередно во всех корпусах. Когда в III корпусе будет достиг-
нута концентрация сиропа 54—55%, включают насос, откачиваю-
щий сироп из установки через подогреватель густого сиропа н при
надобности включают подогрев барометрической воды.

При откачивании сиропа необходимо поддерживать равномер-
ность движения сиропа и установленный уровень его во всех кор
пусах. При остановке выпарной установки прекращают подачу си-
ропа в I корпус и туда вместо сиропа направляют конденсат пара
из И и III корпусов, или промывные волы, или чистую воду. При
этом выпарная установка продолжает работать до полного уда-
ления сиропа из последнего корпуса. После этого прекращают по-
дачу пара на выпарную установку, отключают ее от конденсатора;
356
и спускают воду из выпарных корпусов. Для нормальной работы
выпарной установки необходимо:

поддерживать нормальный уровень сиропа по корпусам, регули-
руя подачей сиропа;

поддерживать разрежение в последнем корпусе выпарной уста-
новки, что обеспечивается необходимым количеством и темпера-
турой воды, подаваемой на конденсатор;

следить за равномерной подачей жидкого сиропа в 1 кор-
пус, его концентрацией и отбором густого сиропа, отводом некон-
денсирующихся газов, исправностью водоотводчиков, полным от-
водом конденсата;

следить за правильным распределением температур на выпар-
ной установке, регулируя подачу пара. При нормальной работе
выпарных аппаратов конденсат сокового пара содержит совер-
шенно незначительное количество сухих веществ патоки, которое
можно обнаружить лишь качественной реакцией на сахара.

Выпарные аппараты необходимо периодически вываривать для
очистки поверхности нагрева от накипи Прн нормальной работе
паточного завода с применением соляной кислоты для гидролиза
крахмала и активного угля для очистки сиропов выварку аппара-
тов производят один раз в 2—4 мес. Перед вываркой аппарат
промывают горячей водой, затем в него вводят 1,5—2,0%-ный
раствор кальцинированной соды в количестве, достаточном для
заполнения греющей камеры, и кипятят в течение 2—3 ч. По окон-
чании кипячения содержимое аппарата спускают в канализацию,
а аппарат заполняют таким же количеством 0,5—1,0%-ного раст-
вора соляной кислоты и кипятят в течение еще 2—3 ч, после чего
содержимое аппарата спускают в канализацию. При выварке в
аппарате поддерживают повышенное давление для лучшей очист-
ки поверхности за счет более высокой температуры. После вывар-
ки аппарат тщательно промывают водой.

Основные принципы расчета выпарной установки

Прн работе выпарной установки определяют массу выпаренной воды, рас-
ход пара иа выпарную установку, что позволяет вычислить количество тепла,
передаваемого в каждом корпусе через поверхность нагрева.

Количество воды, выпариваемой в Час,

id ~ С [(о—o0)/aj = С (1 — ао/а),

где С — количество сиропа, поступающего на упаривание в час, кг; ац и а —
начальная и конечная концентрации паточных сиропов

Расчет выпарной станции своди гея к определению поверхности нагрева
каждого корпуса и определению сс производительности Небольшие размеры ис-
пользуемых в крахмало-паточной промышленности выпарных установок позво
ляют применять упрощенные методы их расчета В расчетах делаются следую-
щие допущения- 1) коэффициент испарения во всех корпусах принимается рав
ным 1, г. с. каждый килограмм пара испаряет килограмм влаги, 2) при расчет?
не принимается во внимание тепловые потери и теплота концентрировани»
растворов.

Для расчета выпарной установки необходимо:
составить схему установки;
провести продуктовый расчет выпарной установки, определить количество
выпариваемой влаги в единицу времени;

распределить количество влати, выпариваемой по корпусам.

рассчитать пробоотбор из первого и второго корпуса выпарки,

рассчитать изменение концентраций сиропа но корпусам и теплоемкости;

распределить перепад давлений между греющим паром и давлением в по-
следнем корпусе. При этом желательно, чтобы температура кипения сиропа в
первом корпусе была не выше 100° С,

составить тепловой баланс по каждому корпусу, произведя распределение
полезной разности температур;

определить поверхность нагрева корпусов.

Площадь поверхности нагрева корпусов определяют по формуле

F = Q/MK.

где F — площадь поверхности выпарного корпуса, Q — количество тепла, пере-
данного от пара сиропу, кДж/с, — средняя полезная разность температур
теплоносителей, °C; к — коэффициент теплопередачи, Вт/(мг-К).

При расчете выпарных установок учитывают тепловые потери, указанные

82. Тепловые потери, принимаемые при расчете выпарных установок
(в С)

	Депрессия		
			
			

Корпус выпарки

Ш	2’б	5,4	—

Вакуум -аппарат	3,5	6,0	—

При средних условиях выпаривания, средней загрязненности поверхности на-
грева, использовании аппаратов с короткими трубами и многократной циркуля-
цией для расчетов можно принимать коэффициенты теплопередачи, приведенные
в табл. 83

Таблица 83. Коэффициенты теплопередачи, принимаемые при расчете выпарных
установок [в Вг/(м“-КЛ

Продукт	Корпус выпарной установки			Накуун-
	- 1 "		III	
Пашка				
карамельная	2233	1744	837	558—628
малыъз ная	2094	1396	419	419—628
Глюкоза	2532	1535	558	558—628

соответствующих руко-

Подробный расчет выпарной установки приведен
водствах по оборудованию

p. УВАРИВАНИЕ СИРОПОВ В ВАКУУМ-АППАРАТАХ

После очистки одним из видов адсорбентов и контрольной
фильтрации густой сироп направляют в сборник перед вакуум-ап-
358
паратом. Уваривание паточных сиропов производят под вакуумом
при остаточном давлении более 21 кПа, обеспечивающем низкую
температуру кипения (не выше 60° С). Для этого используют пар,
имеющий избыточное давление 7—8 кПа. Продолжительность ува-
ривания при этом составляет 50—55 мин.

В случае пенообразования в сироп в процессе уваривания до-
бавляют растительное масло из расчета до 30 г на 1 т патоки. Во
избежание окрашивания в вакуум-аппарат по достижении кон-
центрации сухих веществ 70—75% вводят гидросульфит в количе-
стве до 50 г па I т патоки.

Для повышения pH патоки и снижения ее инверсионной спо-
собности, которая бывает повышенной при получении патоки из
картофельного крахмала, допускается добавление в сироп при
указанных выше концентрациях уксуснокислого натрия в количе-
стве до 800 г па 1 т. Уваривание густых сиропов до получения па-
токи концентрацией сухих веществ 78,0—80,0% производят на
большинстве паточных заводов в аппаратах типа ВВ. На некото-
рых заводах применяют вакуум-аппарат типа За рембо, илн ва-
куум-аппараты с выносной поверхностью нагрева, а за рубежом
также аппараты непрерывного действия. Устанавливают вакуум-
аппараты обычно на втором илн третьем этаже, что обеспечивает
спуск патоки в расположенный ниже холодильник или промежу-
точный сборник. В процессе уваривания сироп должен покрывать
поверхность нагрева, иначе часть сиропа, попадающая на обна-
женную поверхность, может перегреться, что приведет к потемне-
нию патоки. Концентрацию патоки в процессе варки проверяют
периодически. При концентрации сухих веществ 75—76% для бо-
лее точного определения пользуются температурными поправ-
ками. По достижении концентрации иа 0,5% ниже требуемой пре-
кращают подачу пара на поверхность нагрева, закрывают задвиж-
ку' на трубе, соединяющей аппарат с конденсатором, и аппарат
сообщают с атмосферой, открыв воздушный кран. Когда давление
в аппарате становится почти равным атмосферному, открывают
спускную задвижку' аппарата и патоку выпускают

Продолжительность уваривания сиропа до получения патоки
45—60 мин. Спуск готовой патоки должен занимать не более
10 мин. Концентрацию патоки в конце уваривания обычно опрсде-

Таблица 84. Перевод показаний ареометра (в СА) в горячей патоке

в показания для патоки, содержащей 78% СВ при температуре
20~'С

50	77.20	77,11	77,02	76,93	76,84	76,75	76.66	76,57	76,48	76,39

60	76,30	76,21	76,12	76,08	75,94	75,85	75,76	75,67	75,58	75,49

70	75.40	75,30	75,21	75,11	75,02	74,92	74,82	74,73	74,63	74,54
ляют с помощью сахаромера или рефрактометра. При определении
концентрации в горячем продукте можно пользоваться табл. 84.__\[

Пример. Ареометр в горячей патоке (65° С) показал 75,85° Сд. Эта патока
при температуре 20° С будет иметь 78% СВ (стандартная).

При уваривании сиропов с содержанием редуцирующих ве-
ществ 36—38% в конце процесса необходимо повысить темпера-
туру кипения до 70—75° С, так как из-за высокой вязкости про-
дукта кипение его при температуре 65° С может прекратиться. Во
избежание этого увеличивают подачу пара в аппарат, уменьшив
при этом разрежение.

Для получения высоких коэффициентов теплопередачи ва-
куум-аппараты, как и выпарные установки, необходимо периоди-
чески вываривать для очистки поверхности нагрева от накипи.
Выварка аппарата производится аналогично выварке выпарной
установки.

10.	ОХЛАЖДЕНИЕ ГОТОВОЙ ПАТОКИ

Готовая патока, сливаемая из вакуум-аппарата, имеет тем-
пературу 60—70° С. Чтобы сохранить ее цвет и не допустить ее
потемнения при естественном охлаждении, патоку быстро (в тече-

ВоЗа

Рис. J38. Холодильник для патоки.

нне 40—80 мни) охлаждают
в специальных холодильни-
ках до температуры 40—
45° С.

Наиболее распространен-
ный на паточных заводах
холодильник (рис. 138)
представляет собой цилинд-
рический резервуар 4 с ко-
ническим днищем 6, закры-
тый сверху крышкой 3.
Внутри резервуара располо-
жена поверхность охлажде-
ния, состоящая нз 5—6 змее-
виков 5. Холодную воду под-
водят к каждому змеевику
отдельно через вороики 2,
отработанную воду отводят
через воронку /. В центре
холодильника находятся
циркуляционная труба 10 н
пропеллерная мешалка 8.
Частота вращения мешалки
150—180 об/мии. Холодиль-

ник обычно устанавливают на весы для взвешивания патоки непо-

средственно в нем. Горячая патока поступает в холодильник по
трубе, на конце которой закрепляют мешок из капроновой сетки
№ 49 для улавливания посторонних примесей. Охлажденную па-
току спускают по трубе 7.

Цикл работы холодильника включает три рабочие операции:
заполнение аппарата горячей патокой, охлаждение ее и выпуск
патоки из холодильника. Полный цикл работы холодильника не
должен превышать продолжительности полного оборота вакуум-
аппарата. После того как уровень слитой патоки достигнет верх-
него борта циркуляционной трубы, включают в работу мешалку
и пускают в змеевики холодную воду. Лопасти мешалки направ-
ляют патоку вверх по циркуляционной трубе, она переливается
через борт трубы и опускается, проходя между трубами змееви-
ков. Так патока циркулирует до тех пор, пока температура ее не
снизится до 40—45° С. Контроль температуры осуществляют с по-
мощью термометра 9 Охлажденная патока после взвешивания
самотеком сливается через задвижку в баки для хранения, цистер-
ны, бочки или промежуточный сборник. На 1 т патоки требуется
от 4,5 до 6.5 м2 площади поверхности охлаждения и 600—750 л
охлаждающей воды.

Для одного вакуум-аппарата предусматривают два холодиль-
ника.

11.	СЛИВ, ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ПАТОКИ

Из холодильника в зависимости от требований патоку сливают в бочки,
железнодорожные цистерны иля баки-хранилища. Бочки для перевозок патоки
могут быть как деревянные, так и металлические. Лучшей породой дерева для
изготовления бочек считается осина Деревянные бочки изготовляют вместимостью
250—300 кг патоки. Железные бочки внутри покрывают специальным лаком или
цинком. Перед заполнением бочки испытывают на герметичность пропариванием.
Затем воду из бочек сливают, взвешивают, наносят трафарет в соответствии с
ГОСТ 5194—68 «Патока крахмальная». Перед заполнением патокой бочки из-
нутри осматривают через отверстие для заливки, в которое опускают зажжен-
ную электрическую лампочку напряжевием 12—24 В.

Площадь сливного помещения должна обеспечить хранение пустой тары,
заполненной патокой, не менее чем на 12 ч работы. При хранении и погрузке
в вагоны бочки укладывают пробкой вверх.

С крупных заводов патоку перезозят в специальных железнодорожных ци-
стернах вместимостью 25—50 т.

Четырехосная железнодорожная цистерна (рис 139) для перевозки патоки
состоит из следующих основных узлов: платформы 1, котла 2 с кожухом для
подогрева патоки 8, лестницы с помостом 3 и сливного устройства 7 Загружают
патоку через люк-лаз 4. Предварительно цистерны пропаривают паром и про-
мывают водой. Для подогрева патоки до температуры 40° С в паровую рубашку
или змеевики пускают пар давлением не более 0,012 МПа. Слив патоки должен
занимать 2—4 ч. Котел цистерны снабжается предохранительным клапаном 5,
устанавливаемым в верхней части, и лестницей 6 для внутреннего осмотра.

Железнодорожная цистерна с патокой, а также партия патоки в бочках при
отправке потребителю снабжаются удостоверением качества.

На заводах готовую патоку хранят в железных сварных баках, окрашенных
изнутри и снаружи масляной краской Вместимость хранилищ патоки обычно
рассчитывают па 1—1,5-месячную выработку, вместимость отдельных баков —
на 1.5—2 тыс. т патоки Чтобы понизить вязкость патоки перед перекачиванием
в цистерны, баки снабжают обогревательным устройством для местного подо-
грева патоки до температуры 45° С
Рис. 139. Цистерна для перевозки патоки

Обогревательное устройство представляет собой систему U образных труб
с поверхностью нагрева 13—14 м2 заключенную в железный ящик с отвер-
стиями для входа патоки. Для перекачивания патоки, обладающей повышенной
вязкостью, используют обычно ротационные насосы, из которых наибольшее рас-
пространение получили шестеренчатые

12.	ПЕРЕРАБОТКА ПРОМЫВНЫХ ВОД И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ОСАДКОВ

Образующийся при фильтрации нейтрализованного паточного
сиропа осадок содержит до 40% сухих веществ патоки. Для умень-
шения потерь сухих веществ осадок промывают и получают силь-
но разбавленные сиропы, называемые промывными водами. На
мелких предприятиях промывание производят на прессе после
продувки осадка сжатым воздухом.

На крупных предприятиях промывные воды получают по сле-
дующей схеме. Осадок после фильтрования нейтрализованного па-
точного сиропа с диатомитовым или активным углем, жиро-бел-
ковая грязь, промывные воды с салфетомойки, а также бракован-
ные сиропы направляют в сборник грязи, где все смешивается.
Подогретая до температуры 70—80° С смесь насосом подается на
фильтрование. Фильтрационный осадок, промытый до содержания
в нем сухих веществ патоки 8—10 7а, направляется для производ-
ства кормов или выводится из производства Промывные воды
концентрацией выше 15% возвращаются в производство, напри-
мер в контактные сборники жидкого сиропа с активным углем.
Жидкие промывные воды используют для заливки барботера при
осахаривании крахмала на конверторе пли для разбавления крах-
мального молока.

Количество промывных вод при производстве патоки из куку-
рузного крахмала и очистке сиропов активным углем составляет
около 16% массы перерабатываемого безводного крахмала. Со-
держание сухих веществ промывных вод находится в пределах
25%, количество сухих веществ патоки, переходящих в промыв-
ные воды, — 4,0% массы перерабатываемого безводного крахмала.
562
При переработке кукурузного крахмала желательно выделение
из промывных вод солей железа. Железо выделяют в специальных
деревянных сборниках при температуре 80° С и добавлении рас-
твора фосфорнокислого натрия ЙаН^РО^-НгО из расчета 250—
300 г на 1 м3 промывных вод. Затем вводят такое же количестве
кальцинированной соды в виде 8%-ного раствора для доведения
величины pH до 6. Выпавшее в осадок фосфорнокислое железо
отфильтровывают, а промывные воды используют в технологиче-
ском процессе.

В производстве патоки фильтрационный осадок состоит из
жиро-белковой взвеси гидролизатов, активного угля, используемо-
го для обесцвечивания сиропов, и фильтрующих материалов —
перлита, трепела, диатомита (табл. 85). Общее количество филь-

Таблица 85. Состав фильтрационных осадков (в % по СВ)

Компонент	I Диатомитовый 1  1 осадок 1	Угольный	Компонент	1 Диатомитов*^ 1  1 осадок 1	У дольный осадок
Влажность	70—80	75—85	Зола	23—40	2—4
Протеин	18-30	8—12	Углеводы	10—20	8—20
Хир	15—30	1—3			

трационного осадка в производстве патоки 3,0—3,5%. Фильтра-
ционный осадок используют в производстве сухих кормов, на
крупных кукурузоперерабатывающих комбинатах или выводят из
производства (при использовании перлита).

«. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ПАТОКИ

Технологическая схема производства карамельной патоки
с гидролизом крахмала соляной кислотой и очисткой сиропов
активным углем

Производство патоки в настоящее время осуществляют глав-
ным образом методом гидролиза крахмала соляной кислотой и
очисткой сиропов активным углем. По данной схеме можно пере-
рабатывать картофельный, кукурузный и другой зерновой крах-
мал.

Принципиальная схема производства патоки (схема XVI) пред-
ставлена ниже.

Промывание кукурузной крахмальной суспензии от раствори-
мых веществ осуществляется на трех группах вакуум-фильтров.
Два первых промывания проводятся в цехе сырого крахмала, из
которого крахмальная суспензия концентрацией 30% СВ перека-
чивается на третью группу вакуум-фильтров Крахмал с фильтра
разводят теплой водой до содержания сухих веществ 42—40%.
Из сборника крахмальную суспензию подают в мерник для отме-
ривания определенной порции крахмального молока, сюда же от-
меряется Vs часть соляной кислоты, необходимой для гидролиза.
Соляная кислота

Дозирование воды или промывных вод

Промывные воды Жиро-белковый
с салфетомойки осадок
1	4

Смешивание <----------

4
Фильтрация

Осадок

__Промывные воды В производство
|	кормов или в

канализацию g

В основную	и

производстве!!-	q

ную цепь

Крахмальное молоко

I

-* Дозирование

4

-> Осахаривание

1

Нейгрализация «- Раствор соды

Жировыделение

I

Фильтрация <- Диатомит или перлит

Обесцвечивание *- Активный уголь
жидкого сиропа

4
«-Фильтрация

4

Выпаривание

Обесцвечивание «- Активный уголь
густого сиропа

4

- Фильтрация

I

Контрольная
фильтрация
4-

Уваривание

Охлаждение

Слив патоки

Схема XVI. Принципиальная технологическая схема производства карамельной патоки
с гидролизом крахмала соляной кислотой и очисткой сиропов активным
углем

Подкисленную крахмальную суспензию подают в конвертор, где
находятся остальные 2/з кислоты, добавленной в воду на заливку
барботера.

При работе на непрерывном осахаривателе всю кислоту на-
правляют в сборник перед поступлением на гидролиз. Кислый
гидролизат крахмала нейтрализуют раствором соды. При перио-
дическом гидролизе (конвертор) сироп нейтрализуют в нейтрали-
заторе, куда подается отмеренная порция раствора соды; при ра-
боте иа осахаривателе нейтрализацию осуществляют непрерывно.

Нейтрализованный сироп содержит взвешенные вещества, со-
стоящие в основном из белков и жира. Для отделения их с целью
улучшения работы последующих станций сироп обрабатывают в
скиммере нли сепараторе-жировыделителе. Отделение оставшихся
взвешенных веществ проводят путем фильтрования с использова-
нием фильтрующего материала — диатомита или перлита. Чистый
жидкий сироп обрабатывают активным углем марки ОУ-Б, прн
этом происходит в основном обесцвечивание сиропа. После филь-
трования жидкий сироп подогревают в подогревателе, выпаривают
® трехкорпусной выпарной установке до содержания сухих ве-
ществ 55—57%. Густой сироп после подогрева в подогревателе
обрабатывают активным углем, фильтруют и после контрольного
фильтрования уваривают в вакуум-аппарате до содержания сухих
веществ не менее 78%. Готовая патока спускается в холодильни-
ки, где охлаждается до температуры 40° С, после чего поступает
на розлив в железнодорожные цистерны или бочки.

Технологическая схема производства мальтозной патоки
с применением для гидролиза крахмала ферментов
ячменного солода

В СССР производство мальтозной патоки организовано давно
на нескольких заводах. Сырьем для получения мальтозной патоки
является кукуруза в зерне или в початках; возможно использова-
ние другого крахмалсодержащего сырья (просяная, ячменная, сор-
говая мука), а также крахмала.

Принципиальная технологическая схема производства маль-
тозной патоки (схема XVII) представлена ниже.

Диатомит

Кукуруза в зерне

Помол зерна
I

Приготовление •*--
мучной суспен-
зии

I

Разжижение крах-
мала

I

Осахаривание '
крахмала

Фильтрация	—

4
Выпаривание сиропа

Фильтрация

-» густого сиропа

Вываривание
сиропа

Ячмень

Замачивание

Солодовая	Ращение

суспензия	।

Солодовая____________Дробление

суспензия

Промывные воды

Промывные воды
с салфетомойкв

-----Ж«ых------------>Промывание жмыха

Фильтрационный | Жмых на реали-
осадок	зацию

Охлаждение и
упаковка патоки

Схема XVII. Принципиальвая технологическая схема производства мальтозной патоки
с применением для пщрелиза крахмала ферментов ячмзнного солода
После удаления сорной примеси кукурузное зерно поступает
на размол. Крупность помола должна быть такова, чтобы выход,
муки составлял 90%.

В производство патоки поступает свежепроросший солод *
Общий расход солода 8—10% (в пересчете на ячмень) по массе
муки Приготовление свежепроросшего солода состоит из опера-
ций замачивания и проращивания ячменя

Замачивание зерна производят воздушно-водяным способом в
растильных аппаратах. После удаления всплывшей примеси яч-
мень промывают водой, дезинфицируют хлорной известью, промы-
вают и направляют на расщепление. Окончание процесса замачи-
вания определяют насыщением зерна влагой до 42—45%.

Проращивание осуществляют на току, в ящичных растиль-
ных установках или пневматическим способом. Оптимальный тем-
пературный режим солодоращения достигается при температуре-
воздуха 8—15° С и относительной влажности 75—90%. Длитель-
ность проращивания зимой 12 сут, летом 8—10 сут.

Полученный свежепроросший солод сразу используют в техно-
логическом процессе. Если в условиях завода солодоращение осу-
ществить невозможно, для выработки мальтозы используют сухой-
солод, получаемый в солодовнях

Кукурузную муку после размола размешивают с водой до по-
лучения суспензии концентрацией 20—254,. Первая порция соло-
да в количестве 2—3% по массе муки в виде солодового молока
подается в разводной сборник. Разжижение крахмала проводят
при температуре 80° С, затем массу перекачивают в лагер **, где-
разваривают паром под давлением 0,35 кПа. Разваренную массу
выдувают из лагера в заторный чан, в котором проводят осахари-
вание второй частью солода в количестве 6—7% (в пересчете на
ячмень) по массе муки. Затор выдерживают при температуре-
62° С до получения необходимой йодной пробы. Затем затор подо-
гревают до 65° С и выдерживают при этой температуре 20—30 мин
для осахаривания крахмала солодом. Готовый затор подогревают
до температуры 80° С и подают на фильтрование, которое осуще-
ствляют на рамных фильтр-прессах или другом фильтрационном
оборудовании при температуре не менее 75—80° С. Полученный
жидкий мальтозный сироп концентрацией 17—19% упаривают на
выпарной установке до содержания сухих веществ 55%. Густой
сироп фильтруют и сгущают в вакуум-аппарате до содержания’
сухих веществ 78%.

Готовую патоку охлаждают до температуры 45—50° С и упа-
ковывают в бочки и другую тару.

Фильтрационный осадок содержит 40—50% сухих веществ, из
них па долю белковых приходится до 48%. Промытый жмых ис-
пользуют как ценный белковый корм.

* Ранее такой солод называли зеленым

** Лагер — аппарат, в котором продукт обрабатывается паром, поступаю-
щим через перфорированную трубу.
Таблица 86. Количество продуктов производства мальтозы (на 100 кг абсолюткс					
сухой муки и 1	т мальтозной патоки)				
Продакт	вещества.	Продукт  товарной влажноепг.	вещества продукта. %	Плотность, кг/м1	Количество продуктов товаркой влажности, мальтоз- ной патока
Кукурузная мука	100,0	119,5	84		1,347
Ячмень	9.0	10,6	85		0,119
Зеленый солод	8,37	15,21	55		0.172
Мучная суспензия	100,0	454.5	22	1095,3	0,140
Солодовая суспензия	8,37	57.45	14,5	1059,2	0,603
Загор на конец гидролиза  Сироп	113,91	547,60	20,8	—	6,193
ЖИДКИЙ	74,10	422,38	16,75	1068,9	5,003
густой ф»1.тьтрованный	73,70	127,81	55,0	—	1,145
Жмых промытый	37,2!	89,66	41.50	—	1,014
Мальтозная патока ’Вода	70,15	88,35	79,40	1411,8	1,00
выпариваемая в выпарной установке	—	—	—	—	3,487
выпариваемая в вакуум-ап- парате	—		—		0,445

Количественные показатели производства мальтозы приведены
ж табл. 86.

14.	ХАРАКТЕРИСТИКА, СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ

ВИДОВ ПАТОК

Применение в пищевых производствах паток с различными
свойствами очень эффективно несмотря иа меньшую сладость их
по сравнению с сахарозой. В последние годы большое распростра-
нение находят патоки с различным содержанием редуцирующих
веществ, такие, как высокоосахаренная, низкоосахаренная, декст-
рино-мальтозная. Получают все эти виды в основном с применени-
ем ферментов при гидролизе крахмала.

Низкоосахаренная патока содержит 28—34% реду-
цируют их веществ и используется в основном в производстве ка-
рамели, обеспечивая ей высокую устойчивость в процессе хране-
ния; гигроскопичность такой карамели очень низка. Содержание
глюкозы в низкоосахаренной патоке не превышает 10%. Для по-
лучения патоки рекомендуется кислотно-ферментативный гидро-
лиз крахмала. Процесс начинают с разжижения крахмала, для
чего используют соляную кислоту из расчета 0,10—0,15% хлори-
стого водорода к массе безводного крахмала. Гидролиз проводят
при избыточном давлении 0,2 МПа до достижения содержания ре-
дуцирующих веществ 15—23%. Кислый сироп нейтрализуют ра-
створом соды до pH, являющегося оптимальным для действия оса-
харивающего фермента. Разжижение крахмала можно проводить
и с помощью ферментного препарата амнлосубтнлина Г Юх из рас-
чета 0,02—0,03% к массе гидролизуемого крахмала.

Процесс разжижения осуществляют при температуре 85° С и
pH 6,0—6,5 в течение 1,5 ч. Для полного разжижения крахмала
продукт в течение 3—5 мин выдерживают под избыточным давле-
нием 0,2 МПа. Осахаривание разжиженной массы крахмала про-
водят ферментным препаратом амилоризин Г Юх при температуре-
50—55° С и pH 4,7—5,0 в течение 3—4 ч. Доза добавляемого фер-
мента составляет 0,02—0,03% к массе сухого крахмала. Осахарен-
ный гидролизат подогревают до кипения для инактивации фер-
мента и далее перерабатывают по обычной схеме производства
карамельной патоки.

Вы сокоосахаренная патока применяется в основном
в кондитерской промышленности для производства помадных кон-
фет и пастильно-зефирных изделий, что повышает их стойкость
в процессе хранения и улучшает вкусовые качества. Эффективно-
использование высокоосахаренной патоки в консервной, хлебо-
пекарной промышленности и производстве безалкогольных напит-
ков.

При кислотном способе получения высокоосахаренной патоки
гидролизу подвергают крахмальную суспензию концентрацией
23—24% с 0,25% газа НС1 к массе гидролизуемого крахмала.
Гидролиз крахмала проводят при избыточном давлении 0,25—
0,3 МПа. Низкая концентрация гидролизуемого крахмального мо-
лока предотвращает образование продуктов реверсии глюкозы,,
что позволяет избежать привкуса горечи. Патока содержит 55—
60% глюкозы при содержании редуцирующих веществ 65—70%.
Дальнейший процесс переработки сиропа аналогичен обычному.
Однако такая патока не всегда стойка в хранении ввиду выпаде-
ния в осадок глюкозы. Регулировать содержание глюкозы в вы-
сокоосахаренной патоке с целью получения патоки, стойкой в хра-
нении, позволяет применение для гидролиза крахмала фермент-
ных препаратов.

Кислотно-ферментативный способ гидролиза крахмала (см.
схему XVIII) позволяет использовать на первой стадии разжиже-
ния крахмала суспензию концентрацией 40—42% прн 0,25% газа
НС1 к массе гидролизуемого крахмала. Гидролиз проводят до со-
держания редуцирующих веществ 42—50%. После нейтрализации
до величины pH 4,7—5,0 гидролизат охлаждают до температуры
55° С и добавляют 0,03—0,07% ферментного препарата амилори-
зин ГЮх (к массе сухого крахмала). Длительность осахаривания
до 24 ч в зависимости от дозировки препарата. Патока должна
содержать не более 41—43% глюкозы, с тем чтобы ее можно было1
хранить продолжительное время.

Декстрнно-мальтозная патока представляет со-
бой продукт гидролиза крахмала ферментами ячменного солода,,
может выпускаться в жидком или сухом виде и используется при
приготовлении питания для детей раннего возраста. Сырьем для
производства декстрино-мальтозной патоки служит картофельный
Приготовление
крахмальной
суспензии

Соляная .---------------

кислота	Дозирование

суспензии

1------------------------

Гидролиз крахмвла

Диатомит или
перлит

Фермент -----

Нейтрализация

Фильтрация
I

-» Ферментативное
осахаривание

I
Инактивация

фермента

I
Активный уголь--------- Обесцвечивание

сиропа

I
Диатомит или---------> Фильтрование

перлит

Активный уголь ---

Выпаривание
I
Обесцвечивание
густого сиропа

Промывные воды с
салфетомоек

Промывание фильтрационного
осадка

Промывные

воды

Фильтрационный.
осадок

Фильтрация

I
Уваривание

Контрольная
фильтрация

I
Охлаждение

4

Готовая патока в
цистерны или бочки

Схема XV1II. Принципиальная технологическая схема производства высокоосахаренной^
патоки с использованием кислотно-ферментативного гидролиза крахмала

крахмал, соответствующий требованиям ОСТ 18-158—74, и ячмен-
ный солод.

Принципиальная технологическая схема производства декст-
рино-мал ьтозной патоки представлена ниже (см. схему XIX).

В процессе гидролиза крахмала используют солодовую вытяж-
ку. Для получения солодовой вытяжки измельченный сухой солод
в количестве 25% по массе гидролизуемого крахмала разводят
водой температурой 30° С в соотношении 1 : 3. Экстрагирование
проводят при температуре 30° С в течение 60 мин при постоянном
перемешивании. Отделяют вытяжку на центрифугах типа ОГШ-
321-5. Вытяжку используют в технологическом процессе, жмых
направляют для производства корма.
Сухой ячменный солод
I

Разведении
крахмала
г

Дозирование крах-	Дробление

мальиого молока	I

Разжижение -*------------.	|

Охлаждение	I*-.	Экстрагирование

л 4	I	I

Осахаривание >-1 Вытяжка <----------Фильтрация

Инактивация	Жмых в корм

Кваельгур-------------> Фильтрация---------------» Кваельгур в корм

Активный уголь----------------* Обесцвечивание сиропа-*• Активный уголь в корм

Фильтрация
4
Выпаривание

Контрольная фильтрация--------< Уваривание

Распылительная сушка	Охлаждение

Упаковка в мешки Упаковка в бочки, бидоны

Схема XIX. Принципиальная технологическая схема производства декстршю-

Крахмад для гидролиза разводят в сборнике с водой темпера-
турой 30° С до получения суспензии концентрацией 20—25% сухих
веществ. Отмеренная в меринке порция крахмальной суспензии
поступает в реактор и при постоянном перемешивании нагревает-
ся до 52° С в течение 40 мин, после чего в нее добавляют *!ъ часть
полученной солодовой вытяжки.

Процесс разжижения крахмала ведется медленно с доведением
температуры до 70° С; при этой температуре суспензия выдержи-
вается 20 мин. Затем разжиженную массу быстро нагревают до
кипения, кипятят в течение 30 мни и вновь охлаждают до темпера-
туры 65—67° С. В охлажденную крахмальную массу добавляют
остальные 4/s солодовой вытяжки и проводят гидролиз крахмала.
Конец процесса гидролиза определяют по йодной пробе. После
достижения необходимой пробы сироп выдерживают еще 15 мин
и кипятят также в течение 15 мин. После кипячения сироп посту-
пает на фильтрацию.

Чтобы правильно определить конец гидролиза, в пусковой пе-
риод работы предприятия необходимо получить кривую осахари-
вания. Для этого по ходу процесса гидролиза через определенные
промежутки времени отбирают пробы гидролизата, инактивируют
15-минутной выдержкой в кипящей бане и определяют наряду с
йодной пробой содержание редуцирующих веществ по методу
Люффа—Шорля в пересчете на мальтозу. На основании двух-
трех таких определений устанавливают соответствие между со-
держанием редуцирующих веществ и окраской йода. Готовый?
декстрино-мальтозный сироп направляют на фильтрацию, а филь-
трационный осадок — в отдельный сборник. Промывные воды пос-
ле промывания осадка, содержащие до 2% сухих веществ, исполь-
зуют в основной технологической цепи.

Жидкий декстрино-мальтозиый сироп подвергают обесцвечи-
ванию активным углем марки ОУ-Б Расход угля составляет 1 %
по массе сухих веществ обрабатываемого сиропа. Сироп обраба-
тывают при температуре 65—70° С, продолжительность контакции'
30 мии. У гол ьно-сиропную суспензию фильтруют. Промытый уголь
выводят из производства, промывные воды используют в техноло-
гическом процессе.

Жидкий декстрино-мальтозный сироп направляют на выпарива-
ние. Температура поступающего сиропа не должна быть ниже
75° С, после выпарной установки содержание в сиропе сухих ве-
ществ должно быть не ниже 55%.

Густой сироп после вакуум-аппарата подвергают контрольной
фильтрации.

Для получения сухой декстрине-мальтозной патоки на сушку*
направляют густые сиропы после контрольной фильтрации. Суш-
ка декстрино-мальтозной патоки производится на распылительных,
сушилках с дисковым или форсуночным распыленном в соответ-
ствии со следующим технологическим режимом:

Показатель

Концентрация сиропа, поступающего на сушку, % по СВ Не менее 55
Температура, СС

сяропз, поступающего на сушку	Не менее 70

сушильного агента

на входе	155—165

иа выходе	80—90

Содержание сухих веществ в сухой патоке, %	Не менее 93

Упаковывают сухую патоку в бумажные трехслойные мешки с
полиэтиленовой прокладкой или в мешки с ламинированной ме-
шочной бумагой.

15.	КАЧЕСТВО, СОРТА И СВОЙСТВА ПАТОК

В СССР в настоящее время вырабатывают патоку крахмаль-
ную, качество которой должно соответствовать ГОСТ 5194—68
«Патока крахмальная», и мальтозную, качество которой должно
соответствовать ОСТ 18-168—74 «Патока мальтозная».

Карамельная патока выпускается трех видов — низкоосахарен-
ная, карамельная высшего и I сортов и глюкозная высокоосаха-
реиная. Все виды патоки должны быть прозрачными, без посто-
ронних запаха и вкуса. Для паток с содержанием 30—37% реду-
цирующих веществ допускается побеление вследствие выпадения
декстринов, однако леденец, получаемый при варке карамели,
должен быть прозрачным. Для местной промышленности по со-
тласованию с потребителями допускается выпуск карамельной
патоки с содержанием сухих веществ 71%.

Мальтозная патока выпускается одним сортом.

Качественные показатели крахмальной и мальтозной патоки
приведены в табл. 87.

Таблица 87. Нормированные показатели, характеризующие качество
крахмальной н мальтозной патоки

Показатель	Патока				
	нкзкисса- карсяная  <кн>	карамельная			нальтозная
		высшего сорта (КВ)	первого сорта (КО	WA-wtcoea- харепная  (ГВ»	

Прозрачность

Вкус и запах

Прозрачная. Допускается небольшая
опалесценция. Леденец, получаемый при
варке карамельной пробы, должен быть
прозрачным

Свойственные патоке, без посторонних

Цвет

'Содержание сухих веществ
%, не менее

Содержание редуцирующих
•веществ, %, не менее

в пересчете иа сухое ве-
щества

в пересчете на мальтозу,
%, не менее

<одержанне золы, % по СВ,
не более

Кислотность

мл 0,1 н. раствора NaOH
на 100 г сухих веществ
патоки, не более
картсфельлая патока
кукурузная патока

мл. 1 я раствора КаОН
на 100 г сухих веществ
патоки, не более

pH, не ниже

картсфельная патока
кукурузная патока

Температура карамельной про

Цветность по эталону, мл,
не более

Присутствие тяжелых метал
лов, мышьяка

Присутствие свободных мине-
ральных кислот
Механические примеси

привкуса и запаха

78,0	78.0	78,0	78,0
30—34	38—42	34—44	44—60
—	—	—	—
0,4	0,4	0,45	0,55
о<	25	27	
12	12	15	— •
	—		
4.6	4,6	4,6	
4.6	4.6	4.6	—
155	145	140	—
—	3	6	
		Не допускается	
		Не допускается	
		Не допускается	

Сладкий с
солодовым
привкусом
Коричневый
78.0

65

1,2

9,5

5,5

Свойства патоки в основном определяются совокупностью
свойств составляющих ее компонентов, обычно глюкозой, мальто-
зой и более высокомолекулярными олигосахаридами (декстрина-
ми). В обычной патоке, содержащей 40% редуцирующих веществ,
находится: глюкозы — 20%, мальтозы — 20%, тетра- и трисахари-
дов— 20% и более высокомолекулярных сахаров (декстринов) —
40%)- Такая патока применяется в основном в кондитерской про-
мышленности.

Низкоосахаренная патока содержит до 10% глюкозы и до
70% декстринов. Низкое содержание глюкозы позволяет значи-
тельно повысить стойкость карамели в процессе хранения.

Высокоосахаренная патока с содержанием редуцирующих ве-
ществ в пределах до 70% имеет в своем составе 40- -43% глюкозы,
54—56% мальтозы и 4—8% декстринов. Эта патока имеет более
высокую степень сладости, пониженную вязкость, отличается бо-
лее высоким по сравнению с сахарозой осмотическим давлением.
Эти свойства делают ее применение наиболее эффективным при
производстве мороженого, пастильно-зефирных, помадных и биск-
витных изделий, в хлебопечении, консервировании фруктов и ягод.
В больших количествах мальтозную патоку применяют для выра-
ботки специальных сортов хлеба, пряников и ряда кондитерских
изделий. Одно из важных свойств патоки — вязкость — зависит от
ее углеводного состава (табл. 88).

Таблица 88. Зависимость вязкости патоки от ее качества

Содержание, %				Вязкость (в Па-с) при температуре, СС			
«редуциру- ющих веществ	глюкозы	мальтозы	декстринов	80	60	40	20
39,8	22,1	22,4	54,3	2,2	13,4	145,7	4073,3
52,7	28,1	30,9	40,3	0,2	1,0	9,9	154,0

Кроме углеводов в состав патоки входит незначительное коли-
чество зольных элементов, азотистых и красящих веществ. Зола
представлена в основном хлористым натрием (поваренной солью),
а также зольными веществами крахмала. В золе патоки, вырабо-
танной из картофельного крахмала, содержится до 30%) пятиоки-
си фосфора, 20%) окиси кальция, 0,07—0,1% железа в виде FeO.
•Содержание азотистых веществ составляет в патоке высшего сор-
та 0,05—0,1%, в патоках пониженного качества 0,17—0,25%). Со-
держание сухих веществ в патоке зависит от количества редуци-
рующих веществ. В патоке одинаковых концентраций увеличение
редуцирующих веществ на 5% связано с увеличением сухих ве-
ществ на 0,23%.

Зависимость теплоемкости сухих веществ [в кДж/(кг-К)] от
температуры выражается формулой

С = 1,4352 Ц- 0,00682/,

где t — температура патоки.
16.	РАСЧЕТ ПРОДУКТОВ ПАТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Расчет производится по схеме производства патоки из кукурузного крахма-
ла с применением для гидролиза соляной кислоты и очисткой сиропов актив-
ным углем. Расчет ведут на 100 кг абсолютно сухого крахмала. Для состав-
ления расчета необходимо знать состав примесей крахмала, поступающего иа
гидролиз.

Рассчитывают теоретический выход и задаются величиной практического
выхода патоки Определенные потери учитывают как равные потерям на луч-
ших предприятиях, неопределенные распределяют ио станциям.

Для расчета принимают следующий состав перерабатываемого кукурузного'
крахмала и патоки (в % по СВ):

Крахмал  Зола  Протеин  Жир  экстрагируемый гидролизный  Прочее  Всего  примесей крахмала  Редуцирующие вещества  Зола  Протени	0,15 0,80  0,10 0.55  0,15  1.75  98,25  40.0  0,40  0,18
Теоретический выход патоки рассчитываем по С. В. Чспиго  Т»=Дб/(1—0.001. D) +M+N,  где Дб— содержание химически чистого крахмала по СВ, D — содержание редуцирующих веществ, % токи, % по СВ; N—содержание протеина в патоке, %  76=98,25.- (1—0,001.40) +0,40+0,18= 102,92 %.  При практическом выходе патоки, равном 100%, токи составят 102,92—100,0=2,92%.	формуле С. Ф. Ралля и?  (доброкачественность) %., по СВ, М — зольность па- по СВ  потери сухих веществ па-

Теоретический выход сухих веществ безводного осахаренного и нейтрализо-
ванного сиропа

7’сиГ>=98.25: (1—0,001.40) 4-1,75+0,3+0,05 104,44%,

где 1,75 — суммарные примеси крахмала, %; 0,3 — количество Nad, образовав-
шейся в результате нейтрализации сиропа, %, 0,05 — количество НС1, связанное-
примесями крахмала, %.

Общие потери сухих веществ крахмала, не входящих в состав патоки,

104.44—102,92=1.52%

Прирост сухих веществ прп гидролизе крахмала 98,251(1—0,01-40)-

—98,25=4,09%.

В производственной цепи ложно получиться сухих веществ патоки 104,44—

—2.92—1,52=100,0%  Передастся для переработки сухих веществ	патоки 5,80—-2,92=2,88%.

Из них 1,23% — на станцию гидролиза крахмала, 1,65% в диатомитовый сбор-
ник

Распределение потерь по станциям паточного производства приведено в>
табл. 89.
а б л и ц а 89. Распределение потерь по станциям

Станция	Потери СВ иа 100 кг абсолютно сухого к|мхыа.-|Э. кг				Примеси крахмаля
	IH	цеучтен  “ 1	общие	вратные	
Осахаривание и нейтрализация	0,05		0,05	0,05	
Выделение жира и белка	0,7	—	0,70	0,70	0.6
Механическая фильтрация	1,55	0,70	2,25	0,67	0,92
Фильтрация жидкого сиропа	0,50	0,25	0,75 0,15	0,40	—
Упариванве жидкого сиропа	0,10	0,05		0,15	—
фильтрация густого сиропа	1,15	0,55	1,7 0,20	0,65	—
Уваривание густого сиропа	0,10	о.ю		0,20	—
Итого:	4,15	1,65	5,80	2,92	1,52

Баланс сухих веществ продуктов производства патоки по каждой станции
приведен в табл. 90.

Даниые о массе и объеме продуктов паточного производства приведены в
табл. 91.

Таблица 90. Баланс сухих веществ продуктов паточного производства			
по станциям			
Станция	1	Поступило	। Выведено,	1 Передано на | следующую | станцию, кг
			
Безводный крахмал	100,00		
100%-ная НС!	0,08	—	—
Итого:	100,08	—	100,08
II. Осахараватыь  Подкисленный крахмал из мерника	100,08		
100%-ная НС1	0,16	—	—
Прирост СВ за счет гидролиза химически  чистого крахмала	4.00		
Промывные воды	1,29	—	—
Итого:	105,56	—	105,56
Я/. Нейтраиматор  Сироп из конвертора	105,56		
Хлористый натрий, образовавшийся в связи с добавлением 0,28 кг соды	0,30		
100%-пая НС1, npopeai ировзвшая с содой	—	0,19	-—
Сухие вещества патоки	—	0,05	—
Итого:	105,86	0,24	105,62

37Е
Продолжение табл. 90

Станции	| Поступило.	Выведено,	1 Передано на  1 следующую | станцию, кг
IV. Скиммер  Сироп из нейтрализатора	106,62		
Жиро-белковая взвесь	—-	0,70	
Сухие вещества патоки	—	0,60	—
Итого:	106,62	1,30	104.22
V. Диатомитовые фиаьтр прессы Сироп из диатомитового сборника	104,22		
Диатомит из сборника	0,50	—		
Промывные поды	1,65	—	—
Примеси, отделившиеся с диатомитовым осадком диатомит		0,50  0,92	
остальные примеси	—		— .
Сухие вещества патоки	—	2,25	—
Итого:	106,47	3,67	102,80
VI. Угольные фильтр-пресеы жидкого си-  Сироп из контактного чаиз с активным уг-	102,84-0.15		
Отделившиеся с угольным осадком: активный уголь		0,15	
сухие вещества патоки	—	0,75	—
Итого:	102,95	0,90	102,05
VII. Выпарная установка  Сироп на выпарную установку	102,05			
Потери сухих веществ папжи	—	0,15	—
Итого:	102,05	0,15	101,90
VIII. Угольные филыпр-прессы густого си- ропа  Густой сироп из контактного сборника с	101,90		
активным углем  Отделившиеся с угольным осадком активный уголь		0,60	
сухие вещества патоки	—	1,70	—
Итого:	102,50	2,30	100,20
IX. Вакуум-аппарат  Сироп	100,20			
Потери сухих веществ патоки учтенные	—	0,10	
неучтенные	—	0,10	—
Итого:	100,20	0,20	100,00
377

Таблица 91. Масса и объем продуктов по станций*!

Продукт	Концентрация СВ, %		Плотность, кг/ма	На 100 кг безводного крахмала			Расход на 1 т патоки	
	по сахаро- меру	фактам е екая		СВ продук та, кг	масса про- дукта, кг	объем про- дукта, л	масса про- дукта, кг	объем про- дукта, л
Крахмальное молоко	40,00	40,06	1179,4	100,00	249,69	211,64	1944,82	1649,45
Соляная кислота для гидролиза	32,75	28,14	1142,5	0,24	0,85	0,75	6,71	5,85
Промывные воды	10,00	9,80	1042,2	1,00	10,20	9,79	79,56	76,31
Сироп перед нейтрализатором	43,90	43,02	1198,0	105,35	244,88	204,41	1910,14	1595,09
Раствор соды	18,10	7,03	1074,4	0,25	4,00	3,72	31,20	29.00
Сироп после нейтрализации при температуре 20°С	42,88	42,02	1194,5	105,41	248,63	208,14	1939,37	1621,42
95°С	—		—	—	—	215,16	—	1677,12
Сироп после диатомитового фильтр-пресса	41,28	40,45	1186,1	102,80	255,12	215,09	2005,70	1598,62
Сироп после угольной фильтрации	41,11	40,29	1185,3	102,05	253,26	213,66	1975,52	1511,88
Густой сироп после выпарной установки	55,50	54,40	1264,0	101,90	187,32	148,20	1461,15	1155,16
Вода, выпаренная на выпарной установке	—	—	1000,0	—	—	65,94	—	514,02
Густой сироп после угольной фильтрации	55,50	54,40	1264,0	101,90	184,20	145,72	1436,81	1135,85
Патока из вакуум-аппарата	79,60	78,00	1413,2	100,00	128,20	90,78	1000,00	707,61
Вода, выпаренная в вакуум-аппарате	—	—	1000,0	1	—	54,84	—	427,47
17.	РАСХОД ВОДЫ, ПАРА, ЭНЕРГИИ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Расход воды в производстве карамельной патоки на 1 т состав-
ляет 23,4 м3, в том числе свежей — 10,8 м3; в производстве маль-
тозной патоки — 47,9 мч, в том числе свежей до 42,4 №. Внедрение
передовых технологических схем и использование оборотного во-
доснабжения позволяют снизить расход свежей воды в производ-
стве карамельной патоки до 6,3 №, мальтозной до 11,1 мя. Расход
пара на 1 т картофельной патоки составляет 7800,0 кДж, кукуруз-
ной — 4660, мальтозной —11 500 кДж; расход электроэнергии на
1 т картофельной патоки — 75 кВт-ч, кукурузной—140, мальтоз-
ной—158,0 кВт-ч.

При выработке патоки в качестве вспомогательного материала
используют соляную кислоту, расход которой составляет 7—8 кг
на 1 т. Для нейтрализации соляной кислоты расходуют 2,5—3,5 кг
кальцинированной соды (с содержанием основного вещества не
менее 95%).

Расход вспомогательных фильтрующих порошков на 1 т пато-
ки (в кг): диатомита до 9,0, перлита 4,0, бентонита до 8,0.

Для обесцвечивания сиропов используют уголь осветляющий
марки Б, расход которого на 1 т патоки составляет 8 кг; обесцве-
чивающая способность угля должна быть не менее 100%.

Расход фильтровальных тканей на производство 1 т патоки
составляет: ткань для вакуум-фильтров 0,011 м2; фильтр-диагональ
для карамельной патоки 0,5, для мальтозной 1,35 м; сетка капро-
новая 0,015 м2. Для снижения инверсионной способности карто-
фельной патоки используют до 1,5 кг уксуснокислого натрия на
1 т патоки. Для снижения цветности патоки применяют гидросуль-
фит натрия в количестве до 0,05 кг на 1 т патоки.

Для предотвращения ценообразования в процессе варки в си-
ропы добавляют кукурузное масло, расход которого для карамель-
ной патоки составляет 0,03, для мальтозной — 0,5 кг.

Для выварки вакуум-аппаратов добавляют каустическую соду
в количестве 0,05 кг при выработке карамельной и 0,4 кг при вы-
работке мальтозной патоки.

18.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ПАТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Во избежание несчастных случаев необходимо строго выполнять
требования, изложенные в «Правилах но технике безопасности и
производственной санитарии для крахмально-паточной промыш-
ленности».

Подача соляной кислоты в цех должна быть механизирована;
для транспортирования кислоты трубопроводы изготовляют из
нержавеющей стали или других коррозионно-стойких материалов;
применение стеклонроводов ие допускается. Сборники кислоты и
раствора соды снабжены метальными механизмами. Лица, рабо-
тающие с кислотой и содой, должны иметь защитные очки. На
случай разлива кислоты для ее нейтрализации на рабочем месте
должен быть раствор соды или мела. Разбавление кислоты произ
водят, наливая ее тонкой струей в воду, а не наоборот.

Основным аппаратом, работающим под давлением, являете!
ъопвертор или непрерывный осахариватель. Эти аппараты должнь
быть оборудованы необходимой арматурой и исправными конт
рольно-измерительными приборами.

Обслуживание конверторов и непрерывных осахариватслег
производят в соответствии с «Правилами устройства и безопасно?
эксплуатации сосудов, работающих под давлением», при этом от
допускаются к работе после регистрации и разрешения инспекци-
ей Госгортехнадзора. Особое внимание при работе па конверторе
НЛП непрерывном осахаривателе необходимо уделять состояник
предохранительного клапана, отрегулированного на давление, не
выше разрешенного инспекцией.

Производить ремонт я перетяжку болтов на аппаратах, нахо-
дящихся под давлением, запрещается. Конструкция пробоотборни
ка должна исключать возможность ожога рабочего, отбирающегс
гробу

Все горячие поверхности аппаратов и трубопроводов должнь.
быть изолированы; температура крышки и корпуса должна быть
не выше 30° С. Оставлять аппарат под давлением без надзора да-
же на короткое время запрещается. Технологические трубопрово-
ды для удобства внутренней очистки должны собираться на флан-
цах. После ремонта и вновь смонтированные трубопроводы долж-
ны быть подвергнуты гидравлическим испытаниям.

Фильтр-прсссы должны работать с полным комплектом рам и
плит и оборудованы гидравлическими или механическими зажима-
ми, манометрами и предохранительными клапанами. Раскрывать
фильтр-прессы при подаче продукта, пара или сжатого воздуха
строго воспрещается. При ручном уплотнении рам фнльтр-пресса
разрешается пользоваться специальным рычагом. Фильтр-прес
снос отделение должно иметь вентиляцию.

Выпарные аппараты, работающие под давлением свыше
0,07 МПа, должны эксплуатироваться согласно «Правилам устрой-
ства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давле-
нием». Выпарные аппараты должны иметь смотровые стекла, конт-
рольно-измерительную арматуру. Выварка вакуум-аппаратов дол-
жна производиться под наблюдением ответственного лица из чис-
ла инженерно-технического персонала.

Во избежание взрывов при осмотре любого паточного оборудо-
вания запрещается пользоваться открытым огнем. Для этой цели
зюпользуют пизковольтовые электролампы (12В).

Работы, связанные с транспортированием и перекачиванием
реагентов, должны производиться в спецодежде и защитных очках.
Схема подключения аппаратов должна исключать возможность
образования давления в вакуумной части выпарных аппаратов,
работающих под разрежением. Спускные и воздушные шиберы
вакуум-аппаратов должны быть оборудованы механическим при-
водом с дистанционным управлением. Все паропроводы, фланцы
н паровые рубашки выпарных и вакуум-аппаратов должны быть
теплоизолированы. Температура на поверхности изоляции не дол-
жна превышать +45° С. Все трубопроводы должны быть окраше-
ны в различные цвета в зависимости от их назначения: продукто-
вые— в желтый, паропроводы — в красный, газопроводы — в голу-
бой; водопровод — в светло-зеленый; канализационные трубы—в.
черный.

Глава IV. ПРОИЗВОДСТВО ГЛЮКОЗЫ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Принципиальная схема получения глюкозы

Глюкоза — простейший природный сахар. Она довольно широ-
ко распространена в природе.- Свободная глюкоза содержится в
плодах, ягодах, входит в состав меда. Особенно часто глюкоза
встречается в природе в виде сложных высокомолекулярных со-
единений, таких, как крахмал, клетчатка и др. Все виды углево-
дов, поступающих с пищей в организм человека, превращаются в
глюкозу. Глюкоза имеет важное значение для углеводного обмена
живого организма и служит источником питания всех его-
клеток.

В промышленных масштабах глюкозу получают в основном
из крахмала и крах мал содержащего сырья, В зависимости от тех-
нологии переработки сырья производство глюкозы подразделяет-
ся на получение следующих продуктов: кристаллической гидрат-
ной глюкозы, медицинской гидратной и ангидридной, пищевой ку-
сковой, брикетированной, гранулированной и порошкообразной
глюкозы, технической глюкозы и глюкозно-фруктозных сиро-
пов.

Принципиальная схема производства глюкозы и глюкозосодер-
жащпх продуктов приведена ниже (схема XX). Как видно из
схемы, производство глюкозы условно можно разделить на две
стадии: приготовление высокодоброкачественных глюкозных си-
ропов и получение из них глюкозы и глюкозосодержащих про-
дуктов.

Первая стадия складывается из следующих технологических
операций: подготовки крахмальной суспензии, гидролиза (кис-
лотного или ферментативного), нейтрализации кислоты или инак-
тивации фермента, очистки (диатомитом, активным углем пли
нонообменниками), уваривания и охлаждения глюкозного сиропа.
Технологические операции первой стадии осуществляются поч-
ти так же, как и в паточном производстве, и с использованием
аналогичной аппаратуры. Указанные операции, теоретические ос-
новы кислотного н ферментативного гидролиза крахмала, а так-
же физико-химическая сущность ионообменной очистки сиропов
подробно освещены в предыдущих разделах» поэтому ниже оста-
380
Очистка и отмеривание крахмальной суспензии

Кислота-»-Кислотный гидролиз

Основание -» Нейтрализация
i

Очистка и уваривание

Ферментативный гпдролизч-Ферментный препарат

4
Инактивация

Очистка и уваривание

1	-4-

Охлаждение и кри-
сталлизация

I

Центрифугирование

I г

4	4

Растворе- Сушка
ние	I

Кристаллизация и
затвердевание
утфеля
I

Измельчение или
брикетирование
1

Кусковая или
в брикетах пищевая
глюкоза

Очистка Просей Порошкообразная
ваиие пищевая глюкоза

I
I
Уваривание Кристаллическая
гидратная глюкоза

Кристаллизация р
затвердевание
утфеля

1

4
Измельчение

4
Просеивание

4
Досушивание

Высушивание и кри-
сталлизация в рас-
томительной су-
шилке

Досушивание

I

Гранулированная
пищевая глюкоза

Охлаждение и кристаллизация

Центрифу гирова ние

I

4

Выпаривание и кристаллизация

I

4

Центрифугирование

Сушка

Сушка

Просеивание

Просеивание

Медицинская гидратная
глюкоза

Медицинская ангидридная
глюкоза

Схема XX. Принципиальная схема производства глюкозы и
глюкозосодержащих продуктов
'ловимся только на особенностях, характерных для глюкозного
производства.

Дальнейшая обработка глюкозного сиропа (вторая стадия)
связана с особенностями готовой продукции и заключается в осу-
лцествлении следующих операций: если кристаллизация произво-
дится с отделением межкристального раствора, то за ней следу-
ют центрифугирование, сушка и просеивание, если кристаллиза-
ция идет без отделения межкристального раствора, то она осуще-
ствляется в распылительной сушилке с досушиванием продукта
или затвердеванием утфеля в формах с последующим измельче-
нием и просеиванием или брикетированием.

При получении фруктозосодержащих продуктов включается
операция по изомеризации глюкозы в сиропах.

Характеристика продуктЬв/люкозного производства
и их применение \

Кр ист а л л и ч ес кую\ги д ратную глюкозу получают
глубоким гидролизом крахмала кислотой или ферментным препа-
ратом с последующим сгущением очищенного сиропа, кристалли-
зацией и центрифугированием утфеля (смеси кристаллов и меж-
кристального раствора)/Гидратная глюкоза должна представлять
собой кристаллический порошок белого цвета со сладким вкусом
(без постороннего привкуса) и свойственным ей запахом. Цвет-
ность раствора (в единицах оптической плотности) должна быть
-не более 0,09 для ФЭК-М, 0,16 для ФЭК-56 и 0,18 для ФЭК-56М.
прозрачность (светопропускаемость) — не менее 69% для ФЭК-М,
65% для ФЭК-56 и 65% для ФЭК-56М; удельное вращение [а]о°
52.5—53,0%, содержание золы — не более 0,07%, влаги не более
"9,0, железа — не более 0,003%. Не допускается содержание сво-
бодных минеральных кислот и остатка при просеивании на ме-
таллическом сите с отверстиями размером 1,5 мм (ГОСТ
975—75).

В СССР кристаллическая глюкоза используется в основном
для медицинской промышленности. В пншевой промышленности
глюкоза применяется не только как простой заменитель сахаро-
зы, но и как продукт, повышающий питательные и вкусовые ка-
чества изделий.

Глюкоза не маскирует аромата и вкуса фруктовых и ягодных
соков, поэтому она широко используется при производстве фрукто-
вых консервов, замороженных фруктов, мороженого, алкогольных
и безалкогольных напитков.

В кондитерской промышленности глюкозу употребляют для
изготовления мягких конфет, вафель, пралине, десертных сортов
шоколада, тортов, диетических и других изделий.

Применение глюкозы в хлебопечении улучшает условия бро-
жения, способствует образованию красивой золотисто-коричневой
корки, равномерной пористости и хорошего вкуса.
Кристаллическую глюкозу целесообразно использовать для пи-
тания больных, выздоравливающих, раненых и людей, работаю-
щих с большими перегрузками. Глюкоза находит широкое приме-
нение в синтезе ряда органических соединений (аскорбиновой кис-
лоты, сорбита и др.).

Для применения в медицине глюкозу перекристаллизовывают
из дополнительно очищенных растворов кристаллической глю-
козы и получают в виде гидратной и ангидридной глюкозы. Ка-
чество медицинской глюкозы должно соответствовать требованиям
«Государственной фармакопеи СССР» (статья 311 «Глюко-
за',).	'• i

Медицинскую гидратную глюкозу применяют для
внутривенных вливаний. Медицинская ангидридная глюкоза бла-
годаря быстроте растворения также может найтн широкое приме-
нение в медицине. Кроме того, форма, размер, однородность и
механическая прочность кристаллов ангидридной глюкозы*
облегчают процесс таблетирования и улучшают качество таб-
леток.

\ Технологии кристаллической и пищевой глюкозы различаются
лишь стадией завершения процесса кристаллизации. При получе-
нии пищевой глюкозы исключают процесс разделения кри-
сталлов и межкристального раствора и дают затвердеть всей
массе утфеля. Пищевую глюкозу выпускают в виде бесформенных
кусков, блоков и брикетов желтого цвета, сладкой на вкус и без
постороннего запаха. Оиа должна содержать, %: сухих ве-
ществ— не менее 85,0, золы — не более 0,8—1,2 и иметь кислот-
ность не более 20—24 мл 0,1 н. раствора щелочи на 100 г сухих
веществ.

Присутствие свободных минеральных кислот в продукте не до-
пускается (ТУ 18 РСФСР 96—74).

Пищевую глюкозу применяют в различных отраслях пищевой
промышленности в качестве заменителя свекловичного сахара. Ее
используют в хлебопечении, для приготовления мягких конфет и
восточных сладостей, в производстве фруктового мороженого и
безалкогольных напитков. В медицинской промышленности пи-
щевую глюкозу применяют вместо кристаллической глюкозы при
производстве антибиотиков.

В соответствии со стандартом, принятым Международной ор-
ганизацией по стандартам качество пищевой глюкозы, оценивает-
ся по следующим показателям: размер не более 840,0 мкм; белиз-
на не менее 90,0%; содержание влаги 10,0%; золы 0,1, олигосаха-
ридов 3,0, оксиметил фурфурол а 5,0%. Пищевая глюкоза быстро-
растворима в воде.

В ряде производств пищевая глюкоза заменяет кристалличе-
скую глюкозу и находит применение в хлебопечении, бродиль-
ном производстве, кондитерской, медицинской и других отраслях,
промышленности.

Техническую глюкозу получают кислотным гидролизом
низкокачественного сырья, предназначенного для технической
переработки, или как побочный продукт производства кристалли-
ческой глюкозы. В технологии этого глюкозного продукта также
отсутствует процесс разделения кристаллов и межкристального
раствора.

По внешнему виду техническая глюкоза (ОСТ18—59—71)
представляет собой твердые куски неопределенной формы, тем-
но-коричневого цвета. Продукты реверсии глюкозы придают про-
дукту горьковатый привкус. Техническая глюкоза должна содер-
жать сухих веществ не менее 78%, редуцирующих не менее 75,
золы не более 1,3, железа не более 0.025%. Присутствие минераль-
ных кислот не допускается.

Техническую глюкозу применяют только в технических целях,
в бродильном производстве, как восстановитель в кожевенном
производстве и производстве вискозы, как составляющую пита-
тельных сред при выращивании различных видов микроорганиз-
мов в медицинской и микробиологической промышленности.

Глюкоз но-фрук то зные сиропы являются новыми
видами крахмалопродуктов.

Они получаются при изомеризации высокодоброкачественных
глюкозных сиропов сгущением в виде сиропов с различным содер-
жанием фруктозы.

Примерный состав глюкозно-фруктозного сиропа, сухие веще-
ства 71%, глюкоза 53, фруктоза 42—45, полисахариды менее 1,0
D-псикоза менее 0,3, D-манноза — следовые количества, зола ме-
нее 0,05; pH сиропа 4,5. Высокофруктозные сиропы содержат
60—90% фруктозы.

Сфера применения глюкозно-<рруктозных сиропов определяет-
ся их свойствами: низкой вязкостью, легкой сбраживаемостью
дрожжами, стабильностью цветности и т. д. Высокая гигроско-
пичность сиропов способствует сохранению влаги и предотвраща-
ет высыхание глазури, помадки, зефира, пастилы, мягких конфет
и жевательной резинки. Высокое осмотическое давление сиропов
•обусловливает быстрое проникновение сахаров в ткани консерви-
руемых продуктов.

Добавление сиропов устраняет кристаллизацию продуктов кон-
дитерского и консервного производства. Все виды безалкогольных
напитков, соков и джемов, приготовленные на глюкозно-фруктоз-
ных сиропах, сохраняют аромат ягод и фруктов и их натуральную
окраску.

Физико-химические свойства глюкозы

Глюкоза принадлежит к наиболее простому классу углево-
дов — моносахаридам и является природным органическим соеди-
нением, состоящим из трех элементов: углерода, водорода и кис-
лорода. По классификации моносахарид глюкоза относится к гек-
созам. Строение глюкозы в оксикарбоннлыюй форме можно пред-
ставить формулой
384
Н.

\.с^
н-2с*-он

НО II

н—4с*-он

н-5с*-он

н2— С-он
Л - Глюкоза

Моносахариды, содержащие в оксикарбонильной форме альде-
У3

гидную группу С , называются альдозами. В альдозах кар-
\н

«бонильная группа находится на конце цепи молекулы.

Углеродные атомы в молекуле принято нумеровать, начиная с
того конца цепи, иа котором находится или к которому ближе кар-
бонильная группа.

Наличие в глюкозе четырех асимметрических атомов углерода
(отмеченных звездочками) обусловливает существование 16 сте-
реоизомеров D- и L-ряда. Изомеры с гидроксилом, расположенным
справа у наиболее отдаленного от карбонильной группы асиммет-
рического углеродного атома, относятся к D-ряду, слева—-к L-ря-
ду глюкоза растительного происхождения — к D-ряду.

Оксикарбонильная форма хорошо объясняет реакционную спо-
собность глюкозы. Но в водном растворе большинство молекул
.находится в циклической форме. Карбонильная группа взаимо-
действует со спиртовой группой пятого или четвертого углеродно-
го атома. При этом двойная связь карбонильной группы разры-
вается, водород от спиртового гидроксила переходит к карбониль-
ному кислороду, образуя так называемый полуацетальный или
тликозидный гидроксил, а кислород спиртового гидроксила соеди-
няется с первым углеродным атомом и образуется шести- или пя-
тичленное кольцо. Отсюда название: глюкопираноза и глюкофура-
ноза. Пиранозные формы глюкозы более устойчивы, чем фураноз-
ные. Поэтому кристаллическая глюкоза находится в пиранозной
♦форме. Фуранозы встречаются только в растворах. Образованный
при полуацетальном углеродном атоме гликозидный гидроксил от-
личается от остальных ОН-групп большой реакционной способно-
стью и обусловливает редуцирующую способность глюкозы.

Если в молекуле моносахарида гидроксильные группы при
первом и втором асимметрических углеродных атомах направле-
ны в одну сторону плоскости кольца, стереоизомер называют а-
формой, а если в разные стороны — р-формой.

Природная глюкоза существует в пиранозной форме в виде
a-D-глюкопиранозы. При растворении в воде она таутомерно пре-
вращается в четыре циклические полуацетальные формы D-ряда.
АЗ Зак. 1951	-	385
Между этими формами в растворе устанавливается динамичес-
кое равновесие, сопровождающееся оптическим эффектом, по-
скольку глюкоза является оптически активным соединением.
D-глюкоза отклоняет плоскость поляризации вправо и называется
правовращающим изомером.

Мерой оптической активности вещества служит его удельное
вращение плоскости поляризации. Удельное вращение раствора
глюкозы изменяется со временем, пока не достигнет некоторого-
постоянного значения. Это явление получило название мута-
ротация. Мутаротации связана с взаимным превращением
таутомерных форм глюкозы и устанавливанием равновесия меж-
ду ними. Свежеприготовленные растворы а- и p-D-глюкозы име-
ют вращение +110,1° и 4-19,3° соответственно. С течением вре-
мени удельное вращение первого падает, а второго возрастает, в
обоих случаях достигая постоянного значения -|-52,5°. Если исхо-
дить из равновесного взаимопревращения пяти таутомерных
форм, то скорость мутаротации должна выражаться весьма слож-
ным уравнением. Однако для D-глюкозы скорость мутаротации
подчиняется уравнению обратной реакции первого порядка, что
соответствует равновесию только между двумя таутомерными
формами: а- и 0-изомерами пиранозной формы, поскольку они
преобладают в растворе. Прочие таутомеры присутствуют в очень
низких концентрациях.

Глюкоза легкорастворима в воде, обладает сладким вкусом
и проявляет слабые кислотные свойства. Константа электролити-
ческой диссоциации при 18° С у глюкозы равна 3,6-10-'3. Увели-
чение pH насыщенных растворов вызывает повышение степени
ионизации глюкозы как кислоты, а следовательно и ее раствори-
мости.

Из водных пересыщенных растворов при температуре 0,5—
50° С глюкоза выкристаллизовывается в моногидратной форме
386
CeHiaOc-HgO. Тонкие гемиморфные пластинки гидратной глюкозы
относятся к кристаллам моноклинической системы. Имеют отно-
сительную плотность 1,5714, молекулярную массу 198, точка плав-
ления их находится между 86—90° С. Во время кристаллизации
1 г-моль гидратной глюкозы выделяет 19,76 кДж тепла.

Кроме кристаллизационной воды гидратная глюкоза способ-
на удерживать еще некоторое количество влаги, так называемой
гигроскопической. Количество присоединенной гигроскопической
влаги зависит от влажности окружающей среды. Значения гигро-
скопической влажности гидратной глюкозы при 20° С представле-
ны ниже:

Влажность воздуха, %	10	20	30	40	50	60	70	80	90

Гигроскопическая влаж-	6,0	7,2	10,0	10,5	11.2 12,0 14.0 15,8 18,0

ноль глюкозы, %

При температуре 50—90° С из пересыщенных растворов вы-
кристаллизовывается ангидридная глюкоза C6HisO6, кристаллы
которой относятся к ромбической системе и представляют собой
удлиненные призмы с концевыми гемигедральиыми поверхностя-
ми. Ангидридная глюкоза имеет относительную плотность 1,5384,
молекулярную массу 180, температуру плавления 146—147° С,
при кристаллизации 1 г-моль ее выделяет 9,89 кДж тепла.

Глюкоза является сильным восстановителем и легко окисляет-
ся. В качестве окислителя в аналитической практике чаще всего
применяют оксид меди в виде щелочного раствора. При окисле-
нии глюкозы происходит восстановление меди с выделением крас-
ного осадка закиси. По количеству выпавшего осадка редуциро-
ванной меди с помощью таблиц находят концентрацию глюкозы
в растворе.

В производственных условиях глюкоза подвергается интенсив-
ному' воздействию высокой температуры, кислот, оснований и
различных несахаров, в результате чего часть ее разрушается,
•обусловливая безвозвратные потери. Так, процесс кислотного гид-
ролиза крахмала при получении глюкозы протекает при низком
значении pH и высокой температуре.

Эти условия благоприятны как для реакции разложения глю-
козы, так и для процесса ее реверсии. Эти две реакции приводят
тс так называемым «химическим» потерям глюкозы. В кислой
среде глюкоза относительно устойчива к нагреванию, при посто-
янном pH скорость разложения глюкозы увеличивается пропор-
ционально повышению температуры. Скорость кислотного разло-
жения глюкозы при температуре 100° С в 0,1 н. растворе соля-
ной кислоты примерно в 300 раз меньше скорости гидролиза
крахмала Однако особое влияние на разложение глюкозы ока-
зывает продолжительность нагрева.

Зоной максимальной устойчивости глюкозы является интервал
pH 2,0—4,2. При pH «=3,5 распад глюкозы минимальный. В среде
с pH >4,2 под влиянием гидроксильных ионов происходит уве-
личение содержания глюкозы в карбонильной форме, что способ-
ствует ускорению реакции разложения (с увеличением pH на еди-
ницу константа скорости реакции разложения увеличивается в
5,83 раза). В среде с pH <2,0 разложение ускоряется в резуль-
тате более быстрой и глубокой дегидратации молекул (с умень-
шением pH на единицу константа скорости реакции увеличивает-
ся в 5,3 раза). Дегидратация молекул глюкозы происходит с
отнятием трех молекул воды и образованием малоустойчивого
соединения — оксиметил фурфурол а, которое легко разлагается на
муравьиную и левулиновую кислоты. Оксиметилфурфурол обла-
дает высокой реакционной способностью и является источником
образования продуктов распада глюкозы, в том числе красящих
веществ.

В условиях кислотного гидролиза крахмала глюкоза склонна
подвергаться частичной полимеризации с образованием продуктов-
реверсии, обладающих большей молекулярной массой. Реверсия
глюкозы происходит двумя путями- конденсацией двух или более
молекул глюкозы с образованием ди- и трисахаридов и присоеди-
нением молекул глюкозы к имеющимся в растворе молекулам
гидроксиметилфурфурола и олигосахаридов. В процессе реверсии,
получаются преимущественно углеводы с 1-6-глюкозвдными свя-
зями. В заводских гидролизатах реакция реверсии идет активнее,,
чем в растворах чистой глюкозы, что подтверждает участие олиго-
сахаридов в процессе реверсии. При постоянной концентрации
и температуре количество ревертоз уменьшается с увеличением
pH и достигает минимума при pH 5, при pH 6 реверсия вновь-
увеличивается.

Отсюда видна необходимость строгого систематического кон-
троля и регулирования pH в производственных условиях.

Образование оксиметил фурфурола не является единственной
и главной причиной потемнения глюкозных сиропов. Со временем
оксиметилфурфурол разрушается и при высоких температурах,
происходит потемнение сиропов от светло-желтого до коричнево-
го цвета.

Интенсивность коричневой окраски вызывается присутствием
в сиропе плохо отмытых от крахмала азотистых веществ. При
сильном нагреве белки расщепляются и растворяются. Почти все-
аминокислоты активно участвуют с глюкозой в реакции образова-
ния красящих веществ. Степень окрашивания пропорциональна
количеству аминного азота. Чем выше изоэлектрическая точка
аминокислоты, тем сильнее побурение. Красящие вещества мож-
но разделить на три группы:

продукты распада глюкозы;

меланоидины — продукты взаимодействия редуцирующих ве-
ществ с азотсодержащими веществами;

продукты карамелизации, возникающие при термическом раз-
рушении сахаров.

Процесс образования красящих веществ происходит сложно,,
через ряд промежуточных стадий, причем одновременно проте-
кает несколько реакций. Например, в меланоцдиновой реакции:
388
наряду с взаимодействием моносахаридов с азотсодержащими
веществами, независимо от него происходят реакции глюкозы и
аминокислот. Реакция образования меланоидинов идет весьма
интенсивно при взаимодействии глюкозы с ди- и трипептндами
и усиливается по мере повышения щелочности раствора.

Минимальное количество красящих веществ образуется при
pH 3. Одной из важнейших черт красящих веществ является кис-
лотный характер. Значительное каталитическое действие иа реак-
цию образования красящих веществ оказывают окислы железа,
меди и некоторых других тяжелых металлов. Красящие вещест-
ва склонны к образованию стойких комплексов с различными
катионами металлов. Это увеличивает интенсивность цветности
растворов. Образующиеся красящие вещества нельзя считать ко-
нечными продуктами, процесс их формирования протекает непре-
рывно. В ходе реакции происходит укрупнение частиц красящих
веществ, что увеличивает оптическую плотность растворов.

Дисперсионный анализ характеризует неоднородность разме-
ров частиц. Около 70% частиц имеет радиус от 0,75 до 4,21 нм,
остальные выше 4,21 нм. Эти данные объясняют затруднения,
возникающие при адсорбционной очистке сиропов, и причины по-
вышенной цветности кристаллов глюкозы.

В сильнощелочной среде устойчивость глюкозы резко снижает-
ся, прекращается мутаротация и образуются щелочные глюкоза-
ты. При длительном воздействии щелочи на холоде или при сла-
бом нагревании происходят эпимеризация глюкозы, превращение
ее в другие моносахариды, родственные по строению, такие, как
фруктоза, манноза, пснкоза н др.

Эпимеризация (енолнзация) происходит через енольную фор-
му:

I
н—с—он

I

R
И-Глюкоза

Нх /ОН
с

II

—• - • с—он

I
R
Ц-Енол

Н\ /°

С 'S'

но-с—ОН
I
R
D-Манноза

Н2— С — ОН

с —о

I
R
-Фруьтоза

При определенных условиях глюкоза вступает в реакцию с
некоторыми солями. Так, с хлористым натрием глюкоза образует
легкокристаллизующееся двойное соединение (CeH^OeJz’NaCn
•Н2О.
I 2. ПРОИЗВОДСТВО КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ГИДРАТНОЙ глюкозы

Известные в настоящее время схемы производства кристал-
лической гидратной глюкозы можно разбить на три основные
группы с применением кислотного и ферментативного гидролиза
крахмала и ферментативного осахаривания крахмалсодержаще-
го сырья.

Технологическая схема получения кристаллической гидратной
глюкозы с применением соляной кислоты для гидролиза крахмала

Принципиальная схема. Отмеренную суспензию хорошо очи-
щенного крахмала осахаривают соляной кислотой и нейтрализу-
ют содовым раствором. Нейтрализованный сироп очищают от
взвешенных частиц фильтрацией с применением фильтрующего
порошка ц обесцвечивают активным углем. Фильтрационный оса-
док, содержащий взвешенные вещества, фильтрующий порошок
и некоторое количество сиропа, промывают и промывные воды
используют в линии второго продукта (переработка промывных
вод и оттеков). Очищенный жидкий сиропдюдкисляют и выпарива-
ют в трехкорпусной выпарной установке.| Густой сироп двукратно
очищают с противоточным использованием активного угля. Очи-
щенный густой сироп подвергают контрольной фильтрации с
фильтрующими порошками, подкисляют и уваривают в вакуум-
аппарате. Уваренный густой сироп охлаждают в холодильнике и
через фильтр с капроновой сеткой подают в «кристаллизаторы.

Полученный утфель выгружают в утфелераспределитель, уста-
новленный над центрифугами. Кристаллы глюкозы отделяют от
межкристального раствора (зеленой патоки — первый оттек)
центрифугированием и промывают водой (белая патока — второй
оттек). Сырые кристаллы высушивают, просеивают и упаковыва-
ют. Комки сухой глюкозы (крупка), образовавшиеся при просеи-
вании вместе с белой патокой и раствором глюкозной пыли со
скруббера сушилки, возвращают в линию первого продукта на
станцию очистки. Зеленую патоку, содержащую глюкозу, продук-
ты ее разложения и реверсии, красящие и другие вещества, а
также неудаленные в процессе производства примеси крахмала,
направляют на линию второго продукта. Существует несколько
способов переработки зеленой патоки, увеличивающих степень
использования сырья.

Наиболее простым способом является очистка и уваривание
зеленой патоки для получения технической глюкозы. Схема с та-
ким использованием зеленой патоки сейчас почти не применяется,
так как выход безводной глюкозы составляет 30—35% к массе
безводного крахмала и не обеспечивает получения глюкозы вы-
сокого качества.

Второй способ предусматривает очистку, уваривание и кри-
сталлизацию зеленой патоки с последующим разделением на
центрифуге кристаллов второго продукта (желтого сахара) и
межкристального раствора (гидрола). Желтый сахар растворяют*
(клеруют) в воде с крупкой и белой патокой. Полученную кле-
ровку возвращают в линию первого продукта на станцию очист-
ки сиропа.

Схема с таким использованием зеленой патоки позволяет уве-
личить выход глюкозы до 60—65% и улучшить ее качество, по-
скольку доброкачественность сиропов увеличивается из-за воз-
вращения желтого сахара в линию первого продукта.

Если зеленую патоку перед очисткой разбавить и осахарить
в присутствии кислоты, ее доброкачественность увеличится н^
2,5—6,0%. При гидролизе зеленой патоки ее доброкачественность
увеличивается за счет превращения в глюкозу продуктов ее ре-
версии и других олигосахаридов. Эффект этого осахаривания за-
висит от режима гидролиза крахмала и от доброкачественности
зеленой патоки. Чем меньше разница между добро качественно-
стями крахмального гидролизата и зеленой патоки, тем меньше
эффект осахаривания. Осахаренный второй продукт нейтрализуют
содовым раствором, добавляют промывные воды из линии про-
мывания вспомогательного фильтрующего материала, суспензию
отработанных активных углей из линии первого продукта и с
фильтров очистки густого сиропа второго продукта. Жидкий си-
роп отделяют от угля фильтрацией и направляют на выпаривание,
для чего используют трехкорпусную выпарную установку, рабо-
тающую под вакуумом. Отработанный активный уголь выводят
из производства. Густой сироп после выпаривания однократно
очищают свежим активным углем и после контрольной фильтра-»
ции уваривают в вакуум-аппарате. Уваренный сироп охлаждают
и кристаллизуют. Утфель второго продукта разделяют на цен-
трифуге. Желтый сахар клеруют и возвращают в линию первого
продукта. Отделенный при центрифугировании гидрол выводят
из производства и отгружают потребителям. Технологическая схе-»
ма с кислотным гидролизом крахмала и дополнительным осаха-
риванием зеленой патоки (схема XXI) обеспечивает выход гид-
ратной глюкозы около 71—72% (безводной глюкозы по сухим
веществам крахмала). На некоторых заводах зеленую патоку
очищают с помощью ионообменников, что повышает ее доброка-
чественность на 2%.

На Верхнеднепровском крахмало-паточном комбинате внедре-
на станция ионообменного подкисления зеленой патоки с приме-
нением катионита КУ-2. Зеленую патоку после центрифуг раз-
бавляют водой, пропускают через слой сорбента и осахаривают
в конверторе без добавления соляной кислоты. После нейтра-
лизации сироп второго продукта используют в схеме. Прирост
доброкачественности зеленой патоки после обработки катионитом
и осахаривания составляет 3,5 4,7%.

В другом варианте к зеленой патоке после дополнительного
осахаривания и нейтрализации добавляют поваренную соль,
фильтруют, уваривают в вакуум-аппарате и сливают в кристал-
лизаторы.
Соляная кислота

4 Зеленая патока

Вода

Отмеривание
| крахмальной суспензии

I

4--------------------

I

Осахаривание

Сода	|

Нейтрализация

.	« I

Фильтрующим
порошок
------Очистка жидкого сиропа
4
Фильтрация

Активный уголь |

------------------' 1

Обесцвечивание жидкого сиропа

4

Фильтрация

g.

S

Разбавление зеленой

Выпаривание
I

Обесцвечивание густого сиропа $
+	«в

фильтрация	3 Л

Активный уголь	|	g §

Обесцвечивание	густого	сиропа	<

Фильтрующий	.	4

ворошок	Фильтрация---------►

Контрольная фильтрация	g

Уваривание	g

Охлаждение	g

4	§

Кристаллизация

патоки

4
Осахаривание

I Соляная кислота

Отмеривание —------'

| Сода_________________

Нейтрализация

I

Обесцвечивание жидкого
сщюпа

_п Фильтрация

§

Выпаривание

’з	1 Активный уголь

=	4 *-------------

S Обесцвечивание густого

<	сиропа

*---------Фильтрация

I Фильтрующий

| порошок

4---------------

Контрольная фильтрация

4

Уваривание

Охлаждение

Кристаллизация

Центрифугирование

Желтый сахар

Центрифугирование Белая патока

| Раствор пыли |
# из скруббера j

Сушка-----------► Смешивание	Гидрол на реализацию

| Крупка । | Вода

Просеивание----------------- t---------------

' 4

Упаковка кристаллической гидратной глюкозы

Схема XXL Технологическая схема производства кристаллической гидратной
глюкозы с применением соляной кислоты для гидршиза крахмала и
осахаривания зеленой патоки
При активном охлаждении в кристаллизаторе образуется ут-
фель двойного соединения глюкозы с хлористым натрием, кото-
рое очень быстро кристаллизуется в виде крупных хорошо офор-
мленных кристаллов, легко отделяющихся от межкристального
раствора на центрифуге.

При смешивании с холодной водой эти кристаллы быстро рас-
творяются с распадением на составляющие компоненты — глюко-
зу и хлористый натрий. Хлористый натрий остается в растворе, а
часть глюкозы почти мгновенно выкристаллизовывается.

После отделения межкристального раствора кристаллы глю-
козы промывают в центрифуге холодной водой, выгружают, вы-
сушивают, просеивают и упаковывают. Промытые кристаллы
глюкозы можно в виде клеровки вернуть на линию первого про-
дукта на станции очистки. Использование обоих этих вариантов
повышает выход глюкозы на 2—3%.

Подготовка крахмала. С технологической точки зрения для
промышленного получения глюкозы происхождение крахмала не
имеет значения. В экономическом отношении наиболее выгодно
использовать кукурузный крахмал. При кислотном гидролизе
особое внимание уделяют качеству крахмала. Для производства
кристаллической глюкозы используют крахмал, полученный из
доброкачественной кукурузы и содержащий минимальное коли-
чество примесей. Крахмал из порченой кукурузы содержит про-
дукты распада белка. При кислотном воздействии па недоброка-
чественный крахмал усиливаются нежелательные побочные реак-
ции разложения и реверсии глюкозы, образования красящих ве-
ществ. Растворимые и нерастворимые азотистые вещества отри-
цательно влияют на технологические процессы и ухудшают каче-
ство готовой продукции.

Молекулы нерастворимого белка под воздействием высокой
(более 60° С) температуры в присутствии кислоты разрываются и
происходит их денатурация, сопровождающаяся расщеплением
молекул до аминокислот. Большинство аминокислот хорошо
растворимо в воде и обладает устойчивостью в растворах, спо-
собствует снижению скорости кристаллизации глюкозы и активно
участвует в реакции образования красящих веществ.

Минеральные примеси крахмала (NasO, Р2О5 и пр.) повыша-
ют растворимость глюкозы и способствуют ее потерям с гидро-
лом, что также свидетельствует об их отрицательных техноло-
гических качествах. Поэтому крахмал предварительно тщатсльнс
отделяют от нерастворимого белка с помощью сепараторов и от
растворимых веществ — на вакуум-фильтрах.

Примесей в зерновом крахмале может содержаться не более
определенного количества: общего белка не более 0,45—0,50%,
растворимых веществ 0,15, экстрагируемого жира 0,10, золы
0,15%, кислотность крахмала должна быть не более 25 мл 0,1 н,
раствора щелочи на 100 г сухих веществ.

Кислотный гидролиз крахмала. Кислотный гидролиз осуще-
ствляют в конверторе или непрерывном осахаривателе. В каче-
стве катализатора могут быть использованы органические и не-
органические кислоты. Особое распространение получила соля-
ная кислота, обладающая наибольшей каталитической активно-
стью, Концентрация крахмальной суспензии, поступающей на
осахаривание, 22—25% сухих веществ. Дозировка кислоты 0,5—
0,65% хлористого водорода к массе безводного крахмала. Тем-
пература гидролиза 138—147° С, что соответствует давлению на-
сыщенного пара 0,32—0,55 МПа. Продолжительность гидролиза в
зависимости от давления 25—15 мин. Степень осахаривания
крахмала оценивают содержанием редуцирующих веществ в гид-
ролизате.

Контроль в начале процесса осуществляют по спиртовой про-
бе. Для получения спиртовой пробы в пробирку наливают 3—
5 мл 96%-него этилового спирта и добавляют 3—4 капли про-
фильтрованного через бумажный фильтр сиропа из конвертора.
При наличии в сиропе декстринов выпадает муть. Прн положи-
тельной спиртовой пробе муть отсутствует. При гидролизе сус-
пензии крахмала концентрацией 25% сухих веществ и дозе кис-
лоты 0,6% НС| заваривание крахмального клейстера продол-
жается в конверторе около 6—10 мин, давление поднимается до
0,32 МПа за 5—6 мин, осахаривание до положительной спирто-
вой пробы продолжается 6—7 мин после спиртовой пробы — 15—
18 мин, выдувание гидролизата — 3—6 мин. Полный оборот кон-
вертора требует 35—47 мин.

В этих условиях удается получить гидролизаты доброкачест-
венностью 89—91%. Оптимальную продолжительность осахарива-
ния крахмала на заводах устанавливают экспериментально. Для
этого после поднятия в конверторе давления через каждые 3—
5 мин отбирают пробы гидролизата и нейтрализуют раствором
соды до pH 4,8—5,0. Приготовленные образцы анализируют,
устанавливая содержание редуцирующих веществ (доброкачест-
венность) по методу Лейна и Эйнона.

Кривую осахаривания крахмала строят, откладывая на оси
абсцисс время, а на оси ординат — доброкачественность гидро-
лизатов. Кривая сначала быстро поднимается, что свидетельст-
вует о накоплении редуцирующих веществ в гидролизате, дости-
гает максимального значения доброкачественности (примерно че-
рез 25 мин после поднятия давления). Затем скорость гидролиза
снижается. Последнее обусловлено процессами разложения глю-
козы и образования продуктов реверсии, что сопровождается
медленным понижением доброкачественности. Время гидролиза,
которому соответствует максимальная доброкачественность, и
будет оптимальным для данных условий осахаривания. Обычно
выдувание гидролизата из конвертора начинают за 2—3 мин до
достижения максимальной доброкачественности.

Экспериментальное определение оптимальной продолжитель-
ности осахаривания крахмала проводят при установившемся ре-
жиме завода не реже I раза в месяц, а при необходимости чаше.

Основными недостатками конвертора являются периодичность
его действия и отсутствие постоянства углеводного состава гид-
ролизатов. Применение непрерывных осахаривателей устраняет
указанные недостатки. Схема работы непрерывно действующего
осахаривателя при производстве глюкозы представлена на рис.
140. Подкисленную крахмальную суспензию из сборника 1 насо-
сом 2 непрерывно подают в трубчатый .подогреватель 3 и нагре-
вают до температуры, близкой к температуре клейстеризации.

Рис. 140. Схема непрерывного осахаривателя для гидролиза крахмала при
производстве глюкозы.

После предварительного нагревания крахмальная суспензия
поступает в нагреватель-смеситель 4, предназначенный для клей-
стеризации и разжижения крахмала. Смесителей два, причем они
могут работать последовательно илн параллельно. Продукт по-
ступает в смеситель по касательной и, вращаясь, как в гидроцик-
лоне, опускается вниз. Пар подается во внутреннюю вставку -
барботер — и через отверстия в ней проникает в продукт прак-
тически мгновенно, нагревая его до температуры гидролиза 142—
146° С. При работе осахаривателя давление пара (0,5—0,6 МПа),
вводимого в смеситель, должно быть больше, чем давление по-
ступающей суспензии, для предотвращения попадания продукта
в паропровод. Разваренная и частично разжиженная крахмаль-
ная суспензия поступает в зону осахаривания 5, состоящую из
последовательно соединенных кислотостойких труб. Объем зоны
осахаривания рассчитан на 30-минутное пребывание в ней про-
дукта. Из зоны осахаривания гидролизат поступает в две верти-
кально установленные трубы 6, предназначенные для оконча-
тельного регулирования степени осахаривания крахмала. Гидро-
лизат проходит через эти две трубы последовательно или через
одну из них, или выводится из осахаривающей зоны мимо труб.
Гидролизат предварительно нейтрализуют в аппарате непрерыв-
ного действия 7 и направляют в испаритель 5, в котором проис-
ходит снижение давления и испарение влаги. Охлажденный до
90° С сироп через рН-метр 10 и гидравлический затвор выводят
в сборник 11, в котором производят окончательную нейтрализа-
цию. Бракованный сироп возвращают в сборник 13 на повторную
обработку. Вторичный пар, образовавшийся в испарителе, посту-
пает в брызгоуловитель 5, где происходит отделение мелких ка-
пель сиропа от пара. Из брызгоуловителя сироп возвращают ,в
продуктовую линию, а пар поступает на подогрев суспензии крах-
мала, направляемой на гидролиз.

После зоны осахаривания, перед испарителем, на линии си-
ропа устанавливают дроссельный клапан 12 для поддержания
давления в осахаривающей зоне на заданном уровне. В случае
снижения давления ниже допускаемого в осахаривающей зоне
происходит вскипание продукта. В процессе работы осахаривате-
ля осуществляются автоматические контроль и регулирование
температуры продукта, выходящего из нагревателя-смесителя, и
pH нейтрализованного сиропа.

Нейтрализация. В глюкозном производстве правильное веде-
ние процесса нейтрализации имеет весьма важное значение. Ре-
зультаты нейтрализации сказываются на эффекте очистки сиро-
пов от песаха ров (азотистых веществ и солей железа), скоагули-
ровавшихся при нейтрализации, а также на устойчивости цветно-
сти сиропов при их сгущении.

Красящие вещества, образующиеся при гидролизе крахмала,
являются коллоидными электролитами, и свойства их зависят от
реакции среды, С повышением pH в процессе нейтрализации ин-
тенсивность окраски красящих веществ увеличивается. Когда для
гидролиза применяют серную или щавелевую кислоты, нейтрали-
зацию ведут мелом или карбонатом бария. Эти реагенты явля-
ются слабыми щелочами, их добавляют к гидролизатам в избыт-
ке и перемешивают. При нейтрализации солянокислых гидроли-
затов необходимо расходовать такое количество соды, чтобы ней-
трализовать только свободную соляную кислоту. Хотя действие
кислоты в процессе гидролиза чисто каталитическое и она остает-
ся свободной, но примеси крахмала реагируют с ней, что затруд-
няет точный подсчет расхода соды на нейтрализацию. Избыток
соды отрицательно влияет на качество сиропа. Известно, что
максимальная коагуляция азотистых веществ кукурузного крах-
мала происходит при значении pH около 4,75. При прочих рав-
ных условиях количество продуктов реверсии глюкозы достигает
минимума при pH 5, а реакция разложения глюкозы в широком
интервале температур протекает но кривой с минимумом при
pH 3,5. Нейтрализацию осахаренных глюкозных сиропов произ-
водят содовым раствором концентрацией 16% до pH 4,7—5,0.
Конец нейтрализации определяют по индикатору бромтимолово-
му синему.

В этих условиях максимальное количество примесей коагули-
рует с образованием хлопьев, имеющих небольшие размеры, что
значительно облегчает механическую фильтрацию, обесцвечива-
ние активным углем и позволяет получить сиропы, менее чувст-
вительные к нагреву.
Нейтрализацию в производстве осуществляют в аппаратах пе-
риодического действия (при гидролизе крахмала в конверторах
млн иной аппаратуре периодического действия) или непрерывно-
го (до 70%) при работе с непрерывнодействующим осахарива-
телем с последующей донейтрализацией в специальном сборнике.

Очистка глюкозных сиропов. Очистка нейтрализованных глю-
козных сиропов принципиально ие отличается от очистки паточ-
ных сиропов. Жидкие глюкозные сиропы имеют более низкую
.концентрацию, чем паточные, поэтому вязкость их ниже, а ско-
рость фильтрации выше. При одинаковой концентрации густых
сиропов (54—55% сухих веществ) вязкость глюкозных сиропов
также ниже вязкости соответствующих паточных сиропов, содер-
жащих значительное количество высокомолекулярных полиса-
харидов. Скорость фильтрации зависит от структуры и характера
•суспендированных веществ глюкозных сиропов, а также от их
плотности, вязкости и температуры.

Для того чтобы получить высокий выход товарной глюкозы
я низкий выход гидрола, из глюкозных сиропов необходимо уда-
лить как можно больше несахаров и довести их доброкачествен-
ность до максимального значения. Сначала из нейтрализованных
•сиропов тщательно удаляют взвешенные частицы, представлен-
ные нерастворимым и скоагулированным белком, жиром, клет-
чаткой и другими веществами. В отличие от паточного производ-
ства скиммер не применяют для выделения жиро-белковой при-
меси, так как из-за пониженной плотности глюкозных сиропов
эти примеси не всплывают на поверхность.

В целях отделения значительной части взвешенных веществ
-сиропа на некоторых зарубежных заводах используют специаль-
ные сепараторы с пульсирующей выгрузкой тяжелой фракции,
получаемой в незначительных количествах. Кроме этой фракции
на сепараторах получают еще две — осветленный сироп и жиро-
белковую примесь. Глюкозные сиропы фильтруют на таких же
•фильтрах, на каких-производят очистку паточных сиропов.

Для облегчения фильтрации в качестве наполнителя исполь-
зуют диатомит, обладающий развитой поверхностью в виде ог-
ромного количества тонких капилляров. Пористость диатомитов
достигает 89%. Фильтрующий порошок предварительно намыва-
ют на фильтрующее полотно во избежание забивания пор ткани
частичками осадка из сиропа. Для создания пористого слоя в про-
цессе фильтрации порошок добавляют в глюкозные сиропы. Об-
щий расход фильтрующего порошка зависит от его качества и
-фильтрационных свойств глюкозных сиропов. В среднем расход
диатомита составляет 0,8—0,9% к массе сухих веществ перера-
батываемого крахмала.

Фильтрационные осадки глюкозного производства перед вы-
водом из технологического процесса тщательно промывают на
специальной линии, включающей сборники, в которых осадки
размешивают с водой и прогревают. Промывные воды отделяют
жа фильтрационных установках и возвращают на основную тех-
| нологическую линию. Содержание сухих веществ сиропа в про-
мытом фильтрационном осадке не должно превышать 15%.

При высокой поглотительной способности диатомитов адсорб-
ционная способность их очень низка. После отделения взвешен-
ных веществ глюкозные сиропы имеют слабо-желтую окраску и.
подвергаются обработке активным углем и фильтрации на том
же оборудовании. При фильтрации сиропов, содержащих части-
цы активного угля, отпадает необходимость в использовании
вспомогательного фильтрующего порошка, так как эту роль вы-
полняет уголь.

С увеличением температуры происходит ассоциация крася-
щих веществ, при этом относительное содержание частиц боль-
шого радиуса увеличивается, а меньшего снижается. С увеличе-
нием размера красящих веществ сорбция нх на активном угле
ухудшается. В обычных углях преобладают макропоры, являю-
щиеся по существу транспортными артериями, а диаметр микро-
пор препятствует проникновению крупных частиц красящих ве-
ществ. Поэтому очищенный жидкий сироп упаривают на много-
корпусной выпарной установке при пониженном давлении и
температура обесцвечивания жидких сиропов должна быть не
выше 70—75° С, а густых — не выше 60—65° С. При взаимодей-
ствии мелкодисперсного активного угля с красящими веществами
сорбция происходит мгновенно, но на практике в глюкозных си-
ропах сорбционное равновесие достигается за 25—30 мин. При
перегреве сиропа на стадии очистки активным углем наступает
десорбция ранее поглощенных белковых веществ. Растворы глю-
козы, очищенные при низких значениях pH, обладают повышен-
ной стабильностью и меньше изменяют свою цветность при пос-
ледующем нагревании.

Как правило, обесцвеченные растворы обладают меньшей тер-
мической устойчивостью, при нагревании их цветность нарастает
быстрее, чем исходных. Поэтому адсорбенты следует размещать в;
конце технологической схемы.

Густой сироп подвергают двукратной обработке активным уг-
лем, используя его по принципу противотока, т. е. свежий уголь
применяют при второй фильтрации, а отработанный — при пер-
вой. Расход активного угля по схеме без гидролиза зеленой па-
токи в зависимости от качества перерабатываемого крахмала и
активности угля составляет 1—1,3% к массе сухих веществ обес-
цвечиваемого сиропа. Из указанного количества угля 20% расхо-
дуют на очистку жидких сиропов и 80% — на очистку густых си-
ропов. При работе по схеме с дополнительным осахариванием
зеленой патоки расход активного угля увеличивается до 1,5—
2,0%. Отработанный активный уголь из линии первого продукта
направляют в линию второго продукта, где его используют для
очистки жидкого сиропа, а густой сироп второго продукта очища-
ют свежим углем (0,5 -0,7%).

Использованный активный уголь промывают на фильтрацион-
ной установке и пропаривают. Содержание сухих веществ сиро-
398
па в отработанном н промытом угле не должно превышать 10%
к массе угля. Промывные воды возвращают в линию второго
продукта.

Очищенный густой сироп должен быть почти бесцветным, без
признаков опалесценции. В связи с этим необходимо обеспечить
хорошую работу контрольных фильтров. При проведении кон-
трольной фильтрации для намывания фильтрующего слоя исполь-
зуют диатомит и не применяют давление более 0,05 МПа. Боль-
шая степень очистки достигается, если на контрольный фильтр
•сироп поступает самотеком из сборника, установленного на высо-
те 5 м над фильтром.

Для улучшения условий очистки глюкозных сиропов от солей
железа и снижения интенсивности нарастания цветности при сгу-
щении рекомендуется поддерживать следующие значения pH по
станциям производства: нейтрализацию гидролизатов проводить
до 4,7—5,0; жидкий сироп перед выпариванием подкислять со-
ляной кислотой до 4,4—4,5; густой сироп перед фильтрацией
нейтрализовать раствором двууглекислой соды до 5,0—5,4; густой
«.сироп перед увариванием вновь подкислять до 4,2—4,3.

Применение для очистки глюкозных сиропов ионообменных
'смол позволяет интенсифицировать процесс производства, сде-
лать его непрерывным и автоматизированным. Ионообменные
смолы адсорбируют ионы металлов, азотистые и другие вещест-
ва, облегчая проведение технологических операций и способствуя
получению готовой продукции высокого качества и увеличению
сее выхода.

Обычно на ионообменных установках обрабатывают нейтра-
лизованные сиропы, очищенные от взвешенных частиц и прошед-
шие обработку активным углем. Двухступенчатая очистка глю-
козных сиропов сначала на катионите, а затем на анионите поз-
воляет удалить азотистые вещества на 70%, минеральные на 95
и красящие на 80%. Однако при такой обработке возможно по-
лучение после катионита сиропа с pH ниже 2, а после аниони-
та — с pH выше 5. Чтобы предотвратить . разложение глюкозы
при низких и высоких значениях pH, очистку сиропов ведут по
схеме катионит — анионит — катионит — аннонит. В этом случае
изменение pH происходит в пределах 3,7—5,0. Доброкачествен-
ность сиропов после ионообменной очистки повышается пример-
но на 2%, а выход кристаллической глюкозы на 6%,.

Сгущение жидких и сгущенных сиропов. После очистки жид-
кие сиропы подогревают до 90—95° С и выпаривают в трехкорпус-
ной выпарной установке под вакуумом, так как высокие темпе-
ратуры кипения ухудшают качество сиропов из-за разложения
входящих в их состав органических веществ и образования но-
вых, нежелательных соединений. Важно отметить, что такие из-
менения особенно увеличиваются с повышением концентрации си-
ропа. Для уменьшения цветности сиропов в третьем корпусе
трехкорпусной выпарки поддерживают остаточное давление
4,8—7,5 кПа.
Сироп выпаривают до повышения концентрации сухих веществ
от 23—25 до 55—57%. Густой сироп, прошедший контрольную
фильтрацию и подкисленный соляной кислотой, уваривают в ва-
куум-аппарате при остаточном давлении 4,5—7,5 кПа до концен-
трации 74—76% сухих веществ.

Охлаждение сиропа. Сироп охлаждают в холодильнике до
температуры 48—50° С. Холодильник должен вмещать весь сироп
из вакуум-аппарата, вместимость которого должна соответство-
вать V2 н */з рабочего объема кристаллизатора. При заполне-
нии кристаллизатора в холодильнике не должен оставаться си-
роп. Для большей равномерности работы этого участка глюкоз-
ного производства рекомендуется устанавливать два или три хо-
лодильника на каждый вакуум-аппарат.

При проведении непрерывной кристаллизации глюкозы сироп
охлаждают в холодильных установках непрерывного действия.
Для предотвращения попадания в сироп случайных примесей его
перед холодильником и кристаллизатором пропускают через кап-
роновую сетку или неворсистую хлопчатобумажную ткань.

Физико-химические основы кристаллизации глюкозы. Явление
кристаллизации непосредственно или косвенно связано со многи-
ми технологическими процессами. При производстве кристалли-
ческой глюкозы кристаллизация является главной заключитель-
ной операцией.

Кристаллизация возможна только в пересыщенных раство-
рах. Пересыщенные растворы глюкозы образуются в результа-
те выпаривания воды (в вакуум-аппаратах) или охлаждения
(в мешалках-кристаллизаторах). В пересыщенном растворе кри-
сталлизация протекает в несколько этапов. Вначале при соот-
ветствующих условиях появляются зародыши новой фазы; неко-
торые из них, достигая определенных размеров, становятся цен-
трами кристаллизации. Затем происходит рост кристаллов. Пер-
вая стадия кристаллизации в значительной мере предопределяет
характер и особенности развития на второй стадии.

Условия, при которых в пересыщенном растворе возникает
необходимое количество центров кристаллизации, имеют боль-
шое практическое значение, так как с этим связаны количество
и формы кристаллов, суммарная скорость кристаллизации и
время завершения процесса.

В общей теории кристаллизации наиболее трудным и наиме-
нее разработанным является раздел образования центров кри-
сталлизации. Если раствор находится в состоянии равновесия и
число молекул каждого из компонентов остается постоянным,
концентрация с течением времени не изменяется н представляет
собой среднюю концентрацию компонента в растворе. Однако
чем меньше элемент объема раствора, тем заметнее колебания
концентрации вокруг ее среднего значения. Эти колебания носят
название флуктуаций концентраций.

Согласно теории гетерогенных флуктуаций н переходных состояний, заро-
дыши новой фазы образуются в пределах старой задолго до достижения ею
термодинамического равновесного состояния между фазами. Поэтому в системе:'
практически гомогенной можно предполагать наличие некоторой микрогетеро-
генности, которая характеризуется соответствующей плотностью зародышей.

Наряду с присоединением отдельных молекул к образовавшимся зародышам,
происходит их отрыв. Отрываться могут и группы молекул, которые сами ста-
новятся зародышами. Этот процесс происходит до тех пор, пока зародыши не
достигнут критического размера и не превратятся в центры кристаллизации.

Состояние пересыщенного раствора, когда в нем возможно образование
новой фазы, называется м етаст а б и л ьпы м. Оценка зарождающей
способности кристаллизации определяется числом зародышевых форм &
единицу времени в единице объема. Оценка роста центров кристаллиза-
ции выражается в оценке линейных изменений растущей кристаллической по-
верхности.

Поликристаллическая структура фазы, ее крупно- или мелко-
диспёрсность определяются условиями кристаллизации. Чем
быстрее и в большем количестве образуются зародыши кристал-
лов и чем медленнее они растут, тем мелкодисперснее будет кри-
сталлическая фаза. Наоборот, малое количество зародышей и
большая скорость их роста приводят к крупной структуре кри-
сталлов.

Исследование кинетики фазового превращения, включающего-
стадии образования зародышей кристаллов, дальнейший их рост
и создание кристаллической структуры новой фазы затрудняются
многообразием факторов, влияющих на зарождение, рост и
окончательную структуру кристаллов.

Процесс фазового превращения в условиях убывающего пе-
ресыщения можно условно разделить на три периода.

В первом периоде концентрация пересыщенного раствора не-
которое время не изменяется и перемешивание не обнаруживает
следов новой фазы. Этот период называют латентным. В этот
промежуток времени в результате флуктуаций образуются и до-
стигают критического размера кристаллические зародыши. С уве-
личением пересыщения раствора критический размер зародыша,
и продолжительность латентного периода уменьшаются.

Затем наступает второй период, характеризующийся резким
уменьшением концентрации раствора во время интенсивного ро-
ста кристаллов.

В третьем периоде кристаллизации рост кристаллов почти
прекращается и концентрация раствора медленно приближается
к некоторой равновесной концентрации. Наступает момент, когда
она остается постоянной. Такой раствор называется насыщен-
ным, а концентрация растворенного в нем вещества — раство-
римостью.

Коэффициент растворимости. Глюкоза хорошо растворяется
в воде. С повышением температуры растворимость ее значитель-
но увеличивается. В интервале температур от 0,5 до 50° С в
растворе глюкоза находится в виде моногидрата СбН^Об-Н^О,
после 50° С она переходит в ангидридную форму. Зависимость
растворимости глюкозы в воде от температуры выражена
II. Е. Садовым двумя уравнениями:

для интервала температур 0,5—50° С

р = 0,707/4-33,4;
для интервала температур от 50 до 90° С

^ = 0,343^4-53,5,

'где р — содержание глюкозы в растворе, мае. %; t— температура насыще-
ния, °C.

Растворимость обычно выражают коэффициентом растворимо-
сти Со — числом килограммов безводной глюкозы, которое при
данной температуре растворяется в 1 кг воды (табл. 92).

Таблица 92. Зависимость коэффициента растворимости глюкозы Со
от температуры

Температура,	Сц, кг/кг воды	Содержание глюкозы в растворе, %	Температура,	Со. кг/кг воды	Содержание глюкозы в растворе,
0,5	0,548	35,20	46	2,021	66,71
2	0,576	36,21	48	2,229	68,83
4	0,613	37,56	50	2,438	70,91
6	0,650	38,90	52	2,544	71,74
8	0,687	40,25	54	2,650	72,57
10	0,724	41,59	56	2,753	73,35
12	0,761	42,94	58	2,852	74,04
14	0,798	44,29	60	2.950	74,73
16	0,837	45,51	62	3,049	75,41
18	0,876	46,62	64	3,147	76,Ю
20	0,916	47,72	66	3,278	76,79
22	0,956	48,83	68	3,428	77,47
24	1,006	50,09	70	3,590	78,23
26	1,065	51,51	72	3,735	78,80
28,1	1,127	52,99	74	3,892	79,43
30	1,205	54,64	76	4,049	80,06
32	1,276	55,99	78	4,201	80,70
34	1,347	57,34	80	4,363	81,33
36	1,421	58,78	82	4,580	81,99
38	1,526	60,30	84	4,817	82,65
40	1,621	61,83	86	5 054	83,31
42	1,725	63,27	88	5,291	83,97
-44	1,852	64,89	90	5,528	84,63

Глюкозный раствор, в котором при данной температуре до-
стигнуто равновесие между жидкой и твердой фазой называется
насыщенным раствором.

Коэффициент насыщения. В технических глюкозных растворах
(гидролизатах, сиропах, оттеках) кроме глюкозы содержатся
различные примеси. К ним относятся вещества, сопутствующие
крахмалу (азотистые вещества, экстрагируемый и гидролизный
жир и др.), а также^продукты, образующиеся в процессе произ-
водства при тепловой обработке и гидролитическом воздействии
кислоты на растворы крахмала (неорганические соли, мел анои-
дины, красящие и другие вещества). Примеси изменяют раство-
римость глюкозы (табл. 93).

Влияние несахаров на растворимость глюкозы характеризует-
ся коэффициентом насыщения cto — отношением коэф-
402
Таблица 93. Зависимость растворимости глюкозы от доброкачественности
глюкозных сиропов и температуры

Добро-
качест-
вен-
ность,

Температура, СС

65 I 60 I 55 I 50 I 45 I 40 I 38 I 37	36	35	32

100 3,23

95 3,27

90 3,32

85 3,36

80 3,40

75 3,44

70 3.52

2,96 2,69

3,0! 2,75

3,08 2.80

3,12 2,84

3,17 2,89

3,21 2,94

3,26 3,00

2,44 1,92

2,45 1,97

2,46 2,02

2,48 2,05

2,50 2.07

2,52 2,09

2,55 2,11

1,62 1,51

1,64 1,55

1,66 1,57

1,68 1.59

1,71 1,61

1,73 1,63

1,75 1,65

1,47 1,42

1,50 1,45

1,52 1,47

1,54 1,49

1,56 1,51

1,57 1,52

1,58 1.53

1.38 1,27

1,41 1,29

1,43 1,30

1,45 1,32

1.46 1,33

1,48 1,34

1,60 1,35

фициентов растворимости глюкозы в присутствии несахаров С\ и
в чистой воде Со при той же температуре

а0 = Cj/C0.

С понижением доброкачественности и повышением темпера-
туры коэффициент насыщения обычно увеличивается. Увеличение
растворимости глюкозы в нечистых глюкозных сиропах различ-
ной доброкачественности зависит от природы примесей. Примеси
по-разному увеличивают растворимость глюкозы, задерживают
ее в растворе и препятствуют кристаллизации. Однако чем ниже
доброкачественность раствора, тем больше величина насыщения
при одной и той же температуре.

Коэффициент пересыщения. Раствор, содержащий больше
растворенной глюкозы, чем насыщенный при той же температу-
% ре, называется пересыщенным. Число, показывающее, во сколько
раз больше глюкозы приходится на единицу воды в данном раст-
воре по сравнению с насыщенным раствором при той же темпе-
ратуре, называется истинным коэффициентом пере-
сыщения. Коэффициент пересыщения

a=C/Clt

где С—коэффициент растворимости глюкозы в пересыщенном водном растворе.
Для пересыщенных растворов а>1, для насыщенных а==1,
для ненасыщенных а<1. Для чистых глюкозных сиропов Ci = C0.
Разность а—1 называется избыточным пересыщением,
а величина С—Ci—избыточной концентрацией. Для
глюкозных растворов избыточная концентрация с повышением
температуры ие пропорциональна избыточному пересыщению, а
растет быстрее.

Для нечистых глюкозных сиропов величину растворимости
глюкозы Cj необходимо каждый раз определять опытным путем
при длительном перемешивании с кристаллами глюкозы.

Если в знаменатель вместо С, подставить Со, как это часто
делают в технических расчетах, получим видимый коэф-
фициент пересыщения

= С/Со.
Вязкость глюкозных растворов. Вязкостью называется
свойство жидкостей оказывать сопротивление при перемещении
«одной части жидкости относительно другой. При одинаковом со-
держании сухих веществ вязкость насыщенных чистых глюкозных
растворов выше вязкости заводских глюкозных сиропов. Эта раз-
ница увеличивается по мере повышения концентрации сухих ве-
чцеств и понижения температуры. С увеличением температуры
вязкость глюкозных сиропов при неизменной концентрации сиро-
:пов уменьшается.

При постоянной температуре вязкость глюкозных сиропов,
как установил С. Ф. Ралль, сильно растет с повышением содер-
жания сухих веществ при снижении доброкачественности. Для
выражения зависимости вязкости насыщенных растворов чистой
глюкозы от температуры И. Е. Садовый предложил уравнение
Я] = Ю’+°-с,43<.

Такая необычная зависимость вязкости насыщенных глюкоз-
ных растворов от температуры объясняется быстрорастущей раст-
-воримостью глюкозы (табл. 94). Вязкость насыщенных глюкозных
сиропов увеличивается с уменьшением доброкачественности их и
повышением температуры (табл. 95) *.

Таблица 94. Влияние температуры на растворимость глюкозы и вязкость ее
растворов

Показатель

Температура. °C

20	30	40 I 50 I 60	70

Коэффициент растворимости глюко- 0,9160 1,2046 1,6214 2.4376 2,9401 3,5994
зы, С„, кг/кг воды

Вязкость, МПа-с	18,30 18,70 22.45 50,90 66,25 78,45

Табл иц а	95. Влияние температуры и доброкачественности на вязкость глюкозных сиропов (в МПа-с)
Доброкаче- ствевность, %	Температура. °C  20	|	25	|	30	|	35	|	40	|	50

100

90

80

70

18,30

19,42

22,17

18.50	18,70	19,00	22,45	50,90

19,76	20,50	23,48	32,36	86,70

23,16	25,40	36,80	48,20	150,00

29,60	48,10	65,63	91,51	269,38

Вязкость глюкозных сиропов имеет большое значение на
всех стадиях производства кристаллической глюкозы. С увели-
чением ее затрудняется фильтрация сиропов, снижается коэффи-

* В отличие от растворов сахарозы, вязкость которых с повышением тем-
пературы уменьшается. — Прим, ре д.
щиент теплопередачи при уваривании и охлаждении, замедляется
кристаллизация и ухудшаются условия центрифугирования.

Вязкость глюкозных утфелей. Вязкость глюкозных утфелей
зависит от количества, величины и формы кристаллов в нем, а
также от вязкости межкристального раствора. Вязкость послед-
него с повышением доброкачественности и снижением температу-
ры уменьшается. С понижением температуры утфеля при неиз-
менном количестве кристаллов вязкость утфеля также будет
•снижаться, как видно из данных II. Е. Садового (табл. 96).

Таблица 90. В.шяиие температуры и количества кристаллов глюкозы
на вязкость утфеля (в МПа-с)

	Насыщенный	Утфель	содержанием кристаллов глюкозы, %
	раствор	40	|	45	|	50

25	23,0	151	357	3000

30	28,0	ISO	400	3800

40	36,3	385	961»	—

С понижением температуры кристаллизации можно повысить
процент кристаллов в утфеле, поскольку при температуре 40° С
утфель с содержанием 40% кристаллов имеет почти такую же
вязкость (385 МПа-с), как при температуре 30° С и содержании
-45% кристаллов (400 МПа-с). При температуре 25° С и со Держа-
вин 45% кристаллов вязкость составляет 357 МПа-с. Однако при
большом содержании кристаллов утфель делается малоподвиж-
ным, слишком вязким и начинается перетирание кристаллов.

С увеличением: процентного содержания кристаллов в утфеле
растет количество связанной воды ввиду образования моногидра-
та глюкозы. Это явление повышает вязкость утфеля и ускоряет
начало истирания кристаллов. Для снижения вязкости утфеля и
устранения или уменьшения истирания кристаллов иногда раз-
бавляют утфель межкристальным раствором или зеленой пато-
кой. Однако систематическое применение этого способа приводит
к постепенному ухудшению утфелей. Цветность их увеличивает-
ся, снижается доброкачественность межкристального раствора, а
следовательно, и коэффициент пересыщения, что приводит к
уменьшению скорости кристаллизации и увеличению времени его
истощения.

Форма кристаллов. Кристаллы гидратной глюкозы относятся
к моноклинической системе и представляют собой тонкие пла-
стинки. Мелкие кристаллы обычно бывают пентагональные, бо-
лее крупные, как правило, гексагональные. Кристаллы часто об-
разуют двойники и друзы. Глюкоза обладает свойством поли-
морфизма, т. е. в зависимости от условий кристаллизации дает
кристаллы, относящиеся к разным кристаллическим системам, а
также кристаллы, разнообразные по размерам и внешней форме
в пределах одной системы.
Форма кристаллов гидратной глюкозы зависит от температуры
кристаллизации, доброкачественности сиропов, степени пересы-
щения маточного раствора, интенсивности перемешивания кри-
сталлизуемого раствора и от других факторов. Кристаллы, от
которых легко отделяется маточный раствор, называют нор-
мальными, кристаллы, которые вследствие особой формы и
ломкости создают в центрифугах плотный слой, почти непрони-
цаемый для оттека и воды, называют ложными. Длина нор-
мальных кристаллов гидратной глюкозы редко превышает 1 мм
и, как правило, бывает значительно меньше. По мнению
И. Е. Садового, причиной образования ложных кристаллов яв-
ляется не температурный режим, как считали ранее (при темпе-
ратуре ниже 35° С образуются ложные кристаллы, а при 35—
43° С— кристаллы правильной формы), а коэффициент пересы-
щения. Из слабопересышенных растворов при медленной кри-
сталлизации выпадают кристаллы правильной формы также при
температуре ниже 35° С. Наоборот, в сильнопересыщенных раст-
ворах образуются игольчатые кристаллы при более высокой тем-
пературе.

При кристаллизации глюкозы важно поддерживать скорость
охлаждения утфелей такой, чтобы не происходило резкого умень-
шения растворимости глюкозы, особенно в начале процесса, ког-
да поверхность твердой фазы невелика и образуется большое ко-
личество кристаллов неправильной формы.

Рассев на ситах с размером отверстий 0,5 и 0,25 мм дает
следующие результаты: остаток на первом сите и втором 25—
30%, проход через второе сито 50—40%.

Почти все примеси замедляют рост кристаллов глюкозы. По-
разному адсорбируясь на гранях кристаллов, они изменяют его
форму.

При быстром росте кристаллов происходит включение отдель-
ных молекул несахаров из межкристального раствора в кристал-
лическую решетку (инклюзия) или механическое включение
капель межкристального раствора в трещины кристалла, зара-
стающие потом глюкозой (окклюзия). Если процесс роста
кристаллов протекает нормально, возникающие вокруг кристалла
отталкивающие силы отторгают примеси от поверхности.

Величина поверхности кристалла глюкозы зависит от его мас-
сы и приближенно выражается уравнением

f = 6,eSfrrrfl,

где f — площадь поверхности одного кристалла, см2; т — масса кристалла, г.

Процесс кристаллизации глюкозы. Кристаллизация глюкозы
протекает по общим законам, но ряд особенностей гидратной
глюкозы осложняет проведение этого процесса в производстве.

В производстве глюкоза может находиться в виде двух изо-
мерных форм: а- и р-. Поскольку а-форма имеет меньшую раст-
воримость, глюкозу в производственных условиях получают в
а-форме, при этом р-форм а в растворе переходит в а-форму.
406
Выкристаллизовываясь из водных растворов при температуре
0,5—50° С, глюкоза образует моногидрат (C6Hi2O6)  Н2О.

Агрегатное состояние и растворимость глюкозы определяются
в первую очередь наличием в молекулах большого числа сильно-
полярных гидроксильных групп, способных к образованию водо-
родных связей. Молекулы глюкозы в растворах сильно сольва-
тированы, что приводит к образованию вязких сиропов. Ориента-
ция молекул, а следовательно и образование зародышей кри-
сталлизации, в таких сиропах затруднены.

Другим препятствием при кристаллизации глюкозы является
«ее способность к образованию нескольких таутомерных форм
Обычно примеси препятствуют кристаллизации. Вещества, склон
ные к таутомерным превращениям, обычно кристаллизуются с
трудом, так как по отношению к данному таутомеру остальные
играют роль примесей Кроме того, установление равновесия ве-
дет к снижению концентрации таутомера, способного кристалли-
зоваться, что также весьма существенно.

Самопроизвольное появление центров кристаллизации глюко-
зы в пересышенных растворах идет с большим трудом В связи
•с этим при кристаллизации глюкозы в производственных усло-
виях всегда вводят в пересыщенный раствор для затравки гото-
вые кристаллы глюкозы нормальной формы. При наличии затрав-
ки скорость дальнейшего образования новых центров кристалли-
зации зависит от пересыщения раствора.

Для предотвращения появления чрезмерно большого количе-
ства центров постепенно снижают степень пересыщения и про-
цесс ведут в таком интервале, когда идет лишь рост готовых
центров кристаллизации, без образования новых. Здесь уже глав-
ное значение имеет скорость этого процесса — скорость кристал-
лизации. Скоростью кристаллизации называется количество
миллиграммов глюкозы М, кристаллизующейся за 1 мин на 1 м2
поверхности образовавшихся кристаллов. Количество выкристал-
лизовавшейся глюкозы пропорционально поверхности кристаллов
F и времени т кристаллизации

W =	(1)

Определение площади поверхности кристаллов глюкозы свя-
зано с большими трудностями, и поэтому для практических под-
счетов за скорость кристаллизации можно условно принять ко-
личество выделившейся глюкозы из 100 г сиропа в единицу вре-
мени. Массовая скорость кристаллизации

М = (С„-Ск)- 100/(Ся+100).	(2)

где Си — концентрация глюкозы в начале кристаллизации, г/100 г воды:
Сх — концентрация глюкозы в конце кристаллизации, г/100 г воды.

Существуют различные теории об образовании и росте кри-
сталлов. Теоретическое обоснование кристаллизации можно дать
на основе учения о гетерогенных процессах. По диффузионной
теории кристаллизации кристалл представляется окруженным
неподвижным слоем раствора толщиной d. Непосредственно у
грани кристалла раствор не имеет пересыщения, так как сущест-
вуют все условия для того, чтобы из ‘раствора выкристаллизо-
вался пересыщающий избыток вещества. У грани кристалла рас-
твор имеет концентрацию Со, соответствующую насыщению, а на
расстоянии d от кристалла — концентрацию С, характеризующую
пересыщение этого раствора.

Вследствие разности концентраций С—Со сахар диффундиру-
ет через слой раствора d и выкристаллизовывается на гранях
кристалла. В таком случае скорость кристаллизации будет опре-
деляться скоростью диффузии. Количество продиффуидировавшего
сахара Л/, по закону Фика, пропорционально разности концентра-
ций С -Со, обратно пропорционально пути диффундирования d,
пропорционально поверхности Р и времени т

AJ = [D(C — Cc)/rf| Ат,	(3>

где D — коэффициент диффузии.

Подставляя значение М (3) в уравнение (1), получим урав-
нение скорости кристаллизации

»кр	(С — C0)/d.	(4>

По Эйнштейну, коэффициент диффузии вещества зависит от
абсолютной температуры Т и вязкости среды i]

D = kTi^.	(5>

>де k — некоторая постоянная величина.

Подставив значение D в уравнение (4), получим

»КР = КГ (С — соМ	(6>

Это уравнение применимо для общей оценки процесса кри-
сталлизации в чистых и производственных растворах. Оно дает
возможность понять и проанализировать влияние ряда факторов
на скорость кристаллизации.

Скорость кристаллизации г>кр является средней величиной,
складывающейся из скоростей кристаллизации на отдельных
гранях кристалла.

При вихревом перемешивании раствора скорость кристаллиза-
ции пропорциональна уже не С—Се, а (С —	Очевидно,

при энергичном перемешивании неподвижный слой раствора во-
круг кристалла делается чрезвычайно тонким (d=0) и явление
диффузии сводится к минимуму. Следовательно, скорость пре-
вращения растворенного вещества в кристаллическое на грани
кристалла vnp можно выразить формулой

«„p-MC-Q1.	О

где kx — некоторый постоянный коэффициент, характеризующий среднюю ско-
рость превращения данного вещества из растворенного состояния в кристалли-
ческое.
Таким образом, процесс кристаллизации состоит из двух фаз:
диффузии вещества из окружающей среды к грани кристалла и
перехода этого вещества из растворенного состояния в кристал-
лическое на грани кристалла. Проф. И, М. Силил высказал пред-
положение, что у грани кристалла сохраняется некоторое пере-
сыщение, соответствующее концентрации С,, необходимое для
превращения растворенного вещества в твердое состояние.

Для этих условий скорость диффузии растворенного вещест-
ва выразится формулой

vD = D(C-C1)/d.

а скорость превращения

1'щ> = ^2 (^1 — W-

(8)

(9)

где kt — некоторый постоянный коэффициент, характеризующий среднюю ско-
рость превращения данного вещества из растворенного состояния в кристалли-
ческое.

Общие положения диффузионной теории кристаллизации, раз-
работанной проф. П. М. Силиным для сахарозы, как показал
И. Е. Садовый, применимы и к кристаллизации глюкозы, но при
этом сказывается различие физико-химических свойств глюкозы и
сахарозы.

К отличительным свойствам глюкозы следует отнести наличие
в глюкозных растворах мутаротации, отсутствующей в раство-
рах сахарозы. В процессе кристаллизации на грани кристалла от-
кладывается а-глюкоза и равновесие между а- и p-формами нару-
шается. Доставка свежих порций а-глюкозы к грани кристалла
связана не только с диффузией а-глюкозы к грани кристалла, но
по-вндимому, также с диффузией р-глюкозы от грани кристалла,
с превращением ее в а-глюкозу. Поэтому процесс превращения
растворенного вещества в кристаллическое у глюкозы более дли-
телен, чем у сахарозы.

Теплота растворения у глюкозы в 8,5 раза больше, чем у са-
харозы. Выделяющееся в процессе кристаллизации тепло приво-
дит к повышению температуры и снижению степени пересыщения
глюкозы на грани кристалла, что не может не сказаться отрица-
тельно на скорости кристаллизации. Приведенные два фактора
(мутаротация и высокая теплота растворения), вероятно, и яв-
ляются основными причинами затрудненной кристаллизации глю-
козы. Как указывалось, глюкоза отличается от сахарозы еще и
тем, что вязкость ее насыщенных растворов с увеличением темпе-
ратуры возрастает, что также замедляет кристаллизацию.

«/Факторы, влияющие на скорость кристаллизации глюкозы.
Пересыщение. Пересыщение является движущей силой кри-
сталлизации. Скорость кристаллизации [формула (6)] пропорцио-
нальна избыточной концентрации глюкозы над концентрацией на-
сыщения, или же избыточному пересыщению. Увеличение пере-
сыщения достигается понижением температуры процесса или по-
вышснием концентрации раствора выпариванием. С повышением:
концентрации глюкозного раствора растет его вязкость, значе-
ние которой стоит в формуле (6) в знаменателе. Однако с гранями,
растущего кристалла непосредственно соприкасается раствор,,
имеющий меньшее пересыщение, чем остальная масса пересы-
щенного раствора, поэтому увеличение вязкости не сказывается
резко на скорости кристаллизации, величина которой, как под-
твердили опытные данные С. Ф. Ралля и Т. В. Семеновой, растет с
увеличением коэффициента пересыщения. Однако из этого не сле-
дует, что кристаллизацию гидратной глюкозы надо проводить при
высоких коэффициентах пересыщения. Высокое пересыщение спо-
собствует возникновению большого числа центров кристаллизации
и нежелательному образованию так называемой «муки», а также
кристаллов неправильной формы, сросшихся в друзы и с включе-
нием мельчайших частиц маточного раствора. Таким образом,
высокая степень пересыщения ухудшает качество получаемой
глюкозы и способствует образованию неоднородных кристаллов,
которые трудно отделять и отмывать на центрифугах от меж-
кристального раствора.

\/Мут а ротация глюкозы Еще одним фактором, влияю-
щим на скорость кристаллизации глюкозы, является ее мутаро-
тация. Так как из водных растворов выкристаллизовывается
только a-форма, существующее равновесие нарушается. Чем ско-
рее p-форма глюкозы перейдет в a-форму и восстановится равно-
весие, тем в меньшей степени этот процесс будет тормозить кри-
сталлизацию глюкозы. Примеси глюкозных заводских сиропов и
концентрация растворов практически нс влияют на скорость мута-
ротации. Наибольшее влияние на константу скорости мутарота-
ции глюкозы оказывает температура. При температуре 20—25° С
мутаротация в глюкозном растворе, практически проходит за
24 ч, а при температуре кипения для этого требуется всего несколь-
ко минут.

Константа скорости мутаротации мало изменяется в пределах
pH от 2 до 8, в интервале 3,8—5,7 pH практически постоянна. Ско-
рость кристаллизации при прочих равных условиях обратно про-
порциональна длительности мутаротации, возведенной в степень,
близкую к 0,45.

\/Перемешивание. Скорость кристаллизации определяется
притоком вещества к поверхности кристалла и обусловлена ско-
ростью диффузии. Плотность кристаллов глюкозы больше плот-
ности межкристального раствора, поэтому под влиянием силы тя-
жести они осаждаются, т. е. находятся в движении по отноше-
нию к массе межкристального раствора. За счет этого осуществ-
ляется приток свежих порций глюкозы к слою толщиной d. Ис-
кусственное возобновление пересыщения около растущего кри-
сталла более быстрым путем, чем это происходит в естественных:
условиях, осуществляется непрерывным перемешиванием.

Скорость кристаллизации овр зависит от толщины неподвиж-
ного слоя сиропа d, прилипшего к кристаллу, но d в свою очередь
зависит от скорости движения кристалла но отношению к окру-
жающему раствору. Чем быстрее это движение, тем меньше d и
больше о1ф. Поэтому такое важное значение имеет перемешива-
ние кристаллизующейся массы. Однако при перемешивании вяз-
кого утфеля мешалка захватывает и переворачивает всю массу,
но не может передвигать отдельные кристаллы. В производствен-
ных условиях перемешивание осуществляется в ламинарном дви-
жении, и так как межкристальный раствор и кристаллы переме-
шиваются одновременно и с одинаковой скоростью, го и в этих
условиях скорость перемешивания не влияет на скорость кристал-
лизации. Кристалл движется во отношению к окружающему раст-
вору лишь под действием силы тяжести, находится как бы во взве-
шенном состоянии и не оседает на дно.

Как бы быстро ни перемешивали утфель, скорость движения
отдельных кристаллов по отношению к межкристальному раст-
вору будет равна скорости падения его в вязкой среде Так как
кристаллы в вязком растворе надают очень медленно, достаточно
и очень медленного перемешивания. Ускорение движения меша-
лок не дает никакого эффекта, а замедление приведет к сниже-
нию расхода энергии, образованию более густых утфелей и умень-
шит степень истирания кристаллов.

Чтобы исключить возможность истирания кристаллов один о
яругой и о мешалку, частота вращения мешалки должна быть та-
кой, чтобы максимальная окружная скорость не превышала
3 м/с При заполнении сиропом кристаллизатора, в котором ос-
тавлена затравка от прежнего цикла, нормальный процесс кри-
сталлизации начинается после полного смешения залитого сиро-
па с затравкой. Затрачиваемое на это время является непроизво-
дительным и в зависимости от объема и конструкции кристалли-
затора составляет 12—24 ч. Интенсивное перемешивание в этот
период может сократить длительность кристаллизации на 8—12 ч.

Перемешивание можно рассматривать как фактор, ускоряю-
щий образование центров кристаллизации Однако не следует за-
бывать, что увеличение интенсивности перемешивания приводит к
уменьшению размеров и изменению формы образующихся кри-
сталлов. Неправильной формы и мелкие кристаллы, обладая боль-
шой удельной поверхностью, будут трудно отделяться от межкри-
стального раствора и отмываться от него при центрифугировании.
Поэтому при попытках дальнейшего повышения роста кристаллов
нужно стремиться нс к уничтожению слоя, через который идет
их питание, а к созданию условий, при которых процесс диффузии
через этот слой протекал бы возможно быстрее.

Вязкость. С повышением вязкости толщина неподвижного
слоя d у грани кристалла увеличивается. Кристаллы медленнее
передвигаются относительно межкристального раствора. Вяз
кость глюкозных сиропов находится в сложной зависимости от
доброкачественности и температуры.

Скорость кристаллизации глюкозы из сиропов пониженной до-
брокачественности v„ равна скорости кристаллизации из чистых

41J
растворов Vioo, умноженной на отношение вязкостей этих раст-
воров т]юо/'Пп в некоторой степени 4,36,

VU — °100 (Чкм/Чп)4 ’ 36 •

Вязкость насыщенных растворов глюкозы с повышением тем-
пературы растет, но коэффициент диффузии меняется незначи-
тельно, так как с повышением температуры увеличиваются и чис-
литель и знаменатель дроби в формуле (5). Несмотря на то что
при температуре 40° С насыщенные растворы имеют более высо-
кую вязкость, скорость кристаллизации при этой температуре зна-
чительно выше, чем при температуре 20 и 30° С. Это свидетельст-
вует о том, что вязкость не является определяющим фактором ско-
рости кристаллизации.

Поскольку вязкость насыщенных растворов глюкозы умень-
шается с понижением температуры, это создает благоприятные-
условия для отделения межкристального раствора в конце кри-
сталлизации, проводимой при охлаждении.

vTeMneparypa. Наиболее сложной и интересной является
зависимость скорости кристаллизации гидратной глюкозы от тем-
пературы. С повышением температуры увеличиваюся вязкость на-
сыщенного раствора, а вместе с ней и толщина неподвижного
слоя d, что резко снижает скорость диффузии. Одновременно с
этим повышение температуры влечет за собой ускорение диффу-
зии. Несмотря на двоякое влияние температуры на скорость диф-
фузии глюкозы, скорость ее кристаллизации растет с увеличением
температуры. Так, при доброкачественности сиропа 90% и коэф-
фициенте пересыщения 1,4 скорость кристаллизации глюкозы при?
температуре 40° С составляет 4,23 мг/(м2-мин), а при темпера-
туре 30 и 20° С — 2,64 и 1,78 мг соответственно. Увеличение ско-
рости кристаллизации объясняется главным образом уменьшени-
ем длительности мутаротации.

При снижении температуры кристаллизации необходимо одно-
временно снизить концентрацию сиропа перед кристаллизацией^
так как за счет дополнительной кристаллизации глюкозы содер-
жание кристаллов в утфеле значительно возрастет, от чего вяз-
кость утфеля сильно повысится и начнется перетирание кристал-
лов.

v Доброкачественность. Самым активным фактором,,
влияющим на скорость кристаллизации гидратной глюкозы, яв-
ляется доброкачественность сиропов. В присутствии несахаров-
скорость кристаллизации глюкозы резко уменьшается. Например,,
по данным С. Ф. Ралля и Т. В. Семеновой, при снижении добро-
качественности со 100 до 90% скорость кристаллизации уменьша-
ется почти в 5 раз (с 38,17 до 7,94). При дальнейшем снижении
еще на 10 ед. (90 до 80%) скорость кристаллизации уменьшается
почти в 3 раза (с 7,94 до 2,70). Практически при доброкачествен-
ности сиропов 67—68% скорость кристаллизации равна нулю, т. е.
глюкоза независимо от пересыщения теряет способность кри-
сталлизоваться.
При одинаковом коэффициенте пересыщения с понижением до-
брокачественности глюкозных растворов скорость кристаллиза-
ции значительно уменьшается. Это объясняется большей вязко-
стью нечистых глюкозных растворов. Сами несахара не вызывают
увеличения вязкости. Повышенная вязкость низкокачественных
растворов обусловлена большей растворимостью глюкозы в при-
сутствии несахаров. В таких растворах для достижения опреде-
ленного насыщения нужно растворить больше глюкозы, чем в чи-
стых. Это приводит к увеличению содержания сухих веществ, а,
следовательно, и вязкости.

Азотсодержащие красящие вещества являются энергичными
поверхностно-активными веществами, оказывающими тормозящее
действие на скорость кристаллизации. Они адсорбируются на по-
верхности кристаллов и затрудняют переход растворенной глю-
козы в кристаллическую и отложение ее иа гранях кристалла

От доброкачественности сиропа в значительной степени зави-
сят также форма и размер кристаллов глюкозы. Из сиропа низ-
кой доброкачественности образуются мелкие и хрупкие кристал-
лы желтого цвета с шероховатой поверхностью. Желтый цвет
свидетельствует об адсорбции красящих веществ поверхностью
кристаллов и распределении этих веществ по всему объему кри-
сталлов глюкозы.

Чем ниже доброкачественность сиропов, тем большее количе-
ство несахаров включается в кристаллы глюкозы, ухудшая их
качество.

'у Величина кристаллов. Более крупные кристаллы в
вязком растворе оседают быстрее мелких, поэтому скорость дви-
жения их по отношению к раствору больше. Это должно было бы
уменьшить прилипший неподвижный слой и увеличить скорость
кристаллизации. Кроме того, расстояние между ними в утфеле
больше, чем между мелкими, что позволяет ожидать большей
толщины неподвижного слоя на крупных кристаллах.

Поверхность мелких кристаллов в единице объема сиропа
больше, чем поверхность крупных кристаллов той же массы, и
общее количество глюкозы, выкристаллизовывающееся за еди-
ницу времени из единицы объема сиропа, при мелких кристаллах
может оказаться большим, чем при крупных.

Теоретически трудно решить, для каких кристаллов будет
большая скорость кристаллизации.

Экспериментальные работы показали, что величина кристал-
лов глюкозы, находящихся в пересыщенном растворе, не оказы-
вает заметного влияния на скорость кристаллизации. Следова-
тельно, на I м2 поверхности кристаллизуется одинаковое количе-
ство глюкозы независимо от величины кристаллов.

У утфеля с мелкими кристаллами, имеющими большую по-
верхность, кристаллизация идет быстрее и меньше опасность об-
разования «муки». Мелкие кристаллы хуже отделяются от меж-
кристального раствора и промываются при центрифугировании.

Количество кристаллов глюкозы в утфеле
"Чем больше в сиропе готовых кристаллов, тем скорее обессахари-
вается сироп, однако увеличение количества затравки снижает ис-
пользование объема кристаллизаторов. Установлено, что лучшие
результаты получаются при использовании для затравки готового
утфеля в количестве 30—35% ко всему количеству приготовляе-
мого утфеля. После перемешивания сиропа с затравкой количе-
ство кристаллов в утфеле составляет 15 мае. %, но по мере кри-
сталлизации оно увеличивается до 46—50%. Количество кристал-
лизующейся глюкозы пропорционально поверхности кристаллов, а
так как поверхность их пропорциональна количеству кристаллов
в сиропе, то и количество кристаллизующейся 1люкозы пропорцио-
нально количеству кристаллов в сиропе. При большом количестве
кристаллы могут препятствовать движению друг друга в растворе,
что должно уменьшить скорость кристаллизации. В то же время
кристаллы при этом будут находиться ближе друг к другу, что
препятствует образованию на них толстого неподвижного
слоя раствора и должно увеличивать скорость кристаллизации.

С увеличением процентного содержания кристаллов вязкость
утфеля' быстро растет. Так, по данным И. Е. Садового, при содер-
жании кристаллов 40—45% она возрастает примерно в 2 раза,
при содержании 45—50% — в 10 раз. Дальнейшее увеличение
содержания кристаллов настолько повышает вязкость, что при пе-
ремешивании утфеля кристаллы начинают истираться. Практиче-
ски режим кристаллизации устанавливают так, чтобы содержа-
ние кристаллов в утфеле было около 45%.

Теплота кристаллизации. Кристалл получает свое
питание от среды, находящейся с ним в соприкосновении. На гра-
ни растущего кристалла происходит расслоение раствора вслед-
ствие снижения степени пересыщения у слоев раствора, прилега-
ющих к граням кристалла. Уменьшение степени пересыщения
раствора у грани растущего кристалла происходит также благо-
даря нагреванию его от поглощения теплоты кристаллизации.
При переходе 1 г-моля гидратной глюкозы из растворенного со-
стояния в твердое выделяется 19,76 кДж тепла.

Менее концентрированный и нагретый вблизи кристалла раст-
вор тонкими струйками {концентрационными потоками) благо-
даря меньшей плотности стремится вверх и заменяется притека-
ющим более холодным и концентрированным раствором.

Повышение температуры на гранях кристаллов способствует
не только ускорению диффузии глюкозы, но и мутаротации, что
в свою очередь увеличивает скорость кристаллизации. Однако с
повышением температуры происходит снижение степени пересы-
щения межкристального раствора, замедляющее процесс кристал-
лизации. При повышении температуры возрастает вязкость на-
сыщенных растворов глюкозы. Поэтому для поддержания опре-
деленного коэффициента пересыщения межкристального раст-
вора, а также для получения к началу центрифугирования утфеля
с наименьшей вязкостью кристаллизацию глюкозы проводят,
•обеспечивая постепенное снижение температуры в ходе процесса.
Технология кристаллизации гидратной глюкозы в производ-
стве. Глюкозный сироп доброкачественностью 91—93%, уварен-
ный до концентрации 74—76% сухих веществ, охлаждают в холо-
дильнике до 48—50° С и фильтруют через мешочный фильтр с ка-
проновой сеткой № 49 или через неворсистую хлопчатобумажную
ткань. Профильтрованный сироп заливают в кристаллизатор, где
от предыдущего цикла оставлено 30% утфеля в качестве затрав-
ки. На смешивание сиропа с затравкой затрачивается 12—24 ч,
Температура утфеля после смешивания не должна превышать;
43—44° С. Коэффициент пересыщения в начале кристаллизации
глюкозы в утфеле первого продукта должен быть в пределах
1,25—1,30. Глюкозу кристаллизуют в интервале температур 44—
25° С в продолжение НО—120 ч. Температуру утфеля регулирую!
изменением количества и температуры воды, подаваемой в ру-
башку и диски кристаллизатора.

Во избежание местного переохлаждения с выпадением мел-
ких кристаллов («муки») разность между температурами утфеле
и охлаждающей воды не должна превышать 8—10° С. В конце
кристаллизации коэффициент пересыщения равен 1,10—1,15.

Процесс кристаллизации считают законченным, когда концен
трация сухих веществ межкристального раствора не выше 63%
а доброкачественность не более 80%. После завершения процес
са кристаллизации готовый утфель выпускают через шиберную за-
движку кристаллизатора в утфелераспределитель, установлении!
над центрифугами.

Готовый утфель представляет собой рассыпчатую массу, нс
крящуюся при легком перемешивании. Поверхность утфеля прг
перемешивании покрывается трещинами, и продукт свободно от
валивается от мешалки. Преждевременное прекращение кри-
сталлизации снижает выход глюкозы, если же утфель передер-
живают в кристаллизаторе, кристаллы истираются, утфель ста-
новится вязким, белесовато-матовым, без искристости. Тако!
утфель плохо разделяется на центрифуге, что также понижает
выход глюкозы и ухудшает ее качество.

Если в кристаллизаторе образуются ложные кристаллы или
слишком вязкий утфель, практикуют нагревание утфеля до 55° (
и частичное растворение кристаллов. Затем утфель охлаждают и
кристаллизуют строго по графику.

Хорошо фугующиеся утфели и высококачественная глюкоза
получаются при соблюдении следующих условий. Сиропы, зали-
ваемые в кристаллизатор, должны иметь pH 4,2—4,3. Доброка
чественность сиропа должна быть предельно высокой. Степени
охлаждения утфеля должна обеспечивать поддержание постоянной
степени пересыщения межкристального раствора в течение всегс
процесса кристаллизации. Температуру утфеля к концу процесса
снижают так, чтобы вязкость межкристального раствора имела
наименьшее значение.

Для кристаллизации глюкозы применяют горизонтальные ци-
линдрические кристаллизаторы с поверхностями охлаждения, об-
пазованными водяными рубашками, а в некоторых конструкци-
ях—и полыми дисками, надетыми на вал. Перемешивание и пе-
ремещение утфеля в кристаллизаторах осуществляют ленточными
мешалками или, если кристаллизатор с дисками, то специаль-
ными планками, укрепленными на дисках (рис. 141).

Диски 1 кристаллизатора имеют вырезы в виде секторов. Эти
вырезы у соседних дисков расположены под углом 180°, чем обес-
печивается постепенное передвижение утфеля к месту выгрузки.

Рис. 141. Устройство кристаллизатора с
дисками.

Выгрузку утфеля осуществляют через люк 3 с шиберной заслон-
•кой. Вода подается и отводится из полых дисков через полый вал
2. Рубашка кристаллизатора разделена на несколько поясов внут-
ренними стенками, которые выполняют также роль ребер жест-
кости.

В каждый пояс и диски воду подают и отводят по самостоя-
тельной параллельной схеме. Такая подача воды обеспечивает рав-
номерный температурный режим по всей длине кристаллизатора,
'что имеет важное значение для процесса кристаллизации глюкозы.

В зависимости от конструкции вместимость кристаллизаторов
может колебаться от 24 до 57,5 м3, частота вращения мешалок — от
0,25 до 0,63 об/мин, площадь поверхности охлаждения — от 42 до
125 м2, отношение поверхности охлаждения к объему кристалли-
затора — от 1,75 до 3 м2 иа 1 м3.

Охлаждение утфеля в кристаллизаторе происходит в резуль-
тате отвода тепла охлаждающей водой и потерь тепла в окру-
жающую среду. Температуру утфеля в кристаллизаторе регули-
руют подачей воды иа охлаждение. Для всех кристаллизаторов
устанавливают два сборника воды. В одном из них поддерживают
температуру воды около 30° С, а в другом — около 20° С. Для по-
догрева воды в каждом сборнике установлен паровой барботер.
Температуру воды в каждом кристаллизаторе регулируют сме-
шиванием воды из обоих сборников. Воду подают в рубашки кри-
сталлизаторов центробежными насосами. Пройдя через рубашку
кристаллизатора, вода возвращается обратно в сборник. Залитые
сиропом кристаллизаторы охлаждают водой, имеющей темпера-
туру 30° С. После снижения температуры утфеля до 30е С его на-
чинают охлаждать водой температурой 20° С. По этому способу
воды расходуется мало, а пар применяется редко, поскольку вода
подогревается за счет тепла утфеля.

На некоторых зарубежных заводах кристаллизацию глюкозы
осуществляют в аппаратах непрерывного действия. Для этой
цели используют несколько последовательно соединенных кри-
сталлизаторов, установленных на разных (понижающихся) уров-
нях. Утфель самотеком поступает из одного кристаллизатора в
другой или перекачивается насосом. Применение непрерывного ме-
тода кристаллизации глюкозы упрощает регулирование процесса
кристаллизации и его автоматизацию, позволяет повысить каче-
ство кристаллической глюкозы.

Центрифугирование утфеля. Утфель представляет собой те-
кучую суспензию, состоящую из двух фаз: твердой (кристаллы
глюкозы) и жидкой (межкристальный раствор). Чтобы получить
кристаллическую глюкозу, твердую фазу отделяют от жидкой.
Утфель разделяют механическим способом- на центрифугах -
и называют этот процесс центрифугированием.

Центробежная сила, возникающая при вращении ротора цент-
рифуги с утфелем, во много раз больше силы тяжести, поэтому
разделение твердой и жидкой фаз происходит очень быстро.

Интенсивность центрифугирования, обусловлена фактором
разделения — безразмерной величиной, представляющей со-
бой отношение центростремительного ускорения к ускорению сво-
бодного падения. Фактор разделения увеличивается с повышени-
ем частоты вращения ротора центрифуги.

Эффект разделения в большей степени зависит от качества ут-
феля. На результаты центрифугирования влияют размер, форма
и равномерность кристаллов, содержание их в утфеле, вязкость
и состав межкристального раствора. Крупные кристаллы глюкозы
правильной формы в процессе центрифугирования образуют хоро-
шо проницаемый для межкристального раствора слой. Мелкие
кристаллы неправильной формы образуют в центрифуге плотный
слой, затрудняющий отделение межкристального раствора. Ско-
рость отделения межкристального раствора ориентировочно про-
порциональна размеру кристаллов. Для смеси кристаллов разных
размеров эффект разделения значительно хуже, чем для равно-
мерных.

Влияние размера кристаллов на ход процесса центрифугирова-
ния больше, чем влияние фактора разделения. Существует пря-
мая зависимость между вязкостью межкристального раствора и
результатами центрифугирования. Чем чище сиропы, направляе-
мые на кристаллизацию, тем меньше вязкость межкристаль-
ного раствора и тем лучшего качества получают кристаллическую
глюкозу.

Для разделения глюкозных утфелей используют центрифуги с
фактором разделения 1000—1500. Такому требованию удовлет-

’/и 14 Зак. J95J

417
ЁОряют центрифуги вертикального типа периодического действия
марки ПН-1000 и автоматизированная центрифуга марки
ФПН-1250, имеющие соответственно диаметр ротора 1000 и
1250 мм, частоту вращения 1450 и 1460 об/мин и фактор разделе-
ния 1180 и 1480. Хорошие результаты работы показали новые ав-
томатизированные центрифуги марки ФПН-1251, установленные
иа Верхиедиепровском крах-
мало-паточном комбинате.

Центрифуга	марки

ФПН-1000 с нижней выгрузкой
(рис. 142) состоит из перфори-
рованного барабана 1, меха-
низма для срезания осадка 2,
электродвигателя 3, головки
привода с тормозным устрой-
ством 4, кожуха 5, стенки
барабана имеют отверстия
диаметром 5—6 мм, располо-
женные на расстоянии 25—
30 мм одно от другого. Внутрь
барабана вложены две сетки:
одна из проволоки крупного
плетения (подкладочная сет-
ка), а другая медная, штампо-
ванная, с круглыми отверстия-
ми диаметром 0,4 мм. Электро-
двигатель имеет четыре скоро-
сти: 100, 250, 750 и 1450 об/мин,
причем вращение при 100 об/мин
происходит в обратную сторо-
ну относительно рабочего на-
правления движения барабана.

Переключение скоростей
при разгоне и торможении ав-
томатическое, а управление
срезающим механизмом —
ручное.

Из кристаллизатора утфель
расположенный над центрифу-

гами. С помощью мешалки, имеющей частоту вращения 1,5 об/мин,
утфель в количестве, достаточном для одной загрузки всех центри-
фуг, равномерно распределяется по длине утфелераспределителя.
Для обеспечения нормального центрифугирования и равномер-
ной работы центрифуги необходимо, чтобы загружаемый в бара-
бан утфель располагался в ием равномерным кольцевым слоем.
Характер распределения утфеля в барабане во время загрузки за-
висит от многих факторов: величины угловой скорости барабана,
способа загрузки, скорости поступления утфеля в барабан, каче-
ства и текучести утфеля и др.
В зависимости от качества и текучести утфеля устанавливается
определенная величина угловой скорости барабана центри-
фуги, при которой может быть обеспечено равномерное его запол-
нение.

Достаточной подвижности и текучести утфеля можно добиться
добавлением зеленой патоки, подогретой до температуры утфеля
и поданной в кристаллизатор для необходимою перемешивания с
утфелем за 12—18 ч до окончания процесса кристаллизации, но
это осложняет дальнейшую работу.

Процесс центрифугирования состоит из трех основных стадий:
отделения основной массы межкристального раствора, отделения
раствора, приставшего к поверхности кристаллов, и промывки
кристаллов для полного удаления пленки оттека с граней кри-
сталлов.

После доведения частоты вращения центрифуги до 250 об/мин
начинают быстрое заполнение барабана утфелем. Утфель распо-
лагается на сетке барабана центрифуги слоем определенной тол-
щины, образующим геометрическое тело в форме цилиндра, вы-
сотой, равной высоте барабана Под действием центробежной си-
лы и разницы между плотностями обеих фаз происходит переме-
щение кристаллов глюкозы в межкристальном растворе. Кри-
сталлы стремятся к образованию плотной массы на сетке бара-
бана центрифуги. На первой стадии отделяется часть раствора,
придающая утфелю текучесть. При этом толщина слоя утфеля на
сетке центрифуги становится значительно меньше первоначаль-
ной. Для отделения этой части межкристального раствора не тре-
буется очень большой центробежной силы.

При медленном заполнении, особенно при большой частоте
вращения, это уплотнение происходит раньше, чем утфель рав-
номерно распределится по всей высоте барабана центрифуги Та-
кое явление выводит центрифугу из равновесного состояния, ба-
рабан начинает раскачиваться, что может вызвать аварию.

На второй стадии центрифугирования при установившейся не-
обходимой частоте вращения барабана происходит уплотнение
кристаллов, уменьшается пористость слоя. Отделение межкри-
стального раствора протекает через каналы межкристального про-
странства как через капилляры. В это время вступают в силу за-
коны, определяемые количеством преград, образуемых пористы-
ми средами. Для отделения межкристального раствора на этой ста-
дии требуется большая центробежная сила, чем на первой.

На третьей стадии центрифугирования межкристальное про-
странство освобождается от межкристального раствора Раствор
остается только на гранях кристаллов, где толщина его уменьша-
ется в процессе центрифугирования. Увеличивающееся действие
поверхностных и капиллярных сил тормозит отделение межкри-
стального раствора.

В определенный момент, когда центробежная сила окажется не
в состоянии преодолеть адгезию между кристаллами и пленкой
раствора, процесс разделения прекращается.

419

>/в И*
После отделения межкристального раствора кристаллы глюко-
зы промывают водой. Величина центробежной силы и количество
промывной воды зависят от размеров кристаллов и доброкачест-
венности утфеля, а также от размеров живого сечения фильтрую-
щей перегородки центрифуги.

Промывание производят конденсатом, чистой или умягченной
водой (жесткостью не более I нем. град), свободной от солей
железа. Подогретую до температуры 40—45 °C воду подают в
центрифугу тонкой струей или через распылительную форсунку по
3—4 л/мин. Расход воды на промывание кристаллов глюкозы
20—25% к массе сырой глюкозы. Увеличение количества воды и
неравномерность подачи могут вызвать образование промоин в
слое глюкозы, нарушение равновесия центрифуги и вибрацию.

Эффект обесцвечивания кристаллов глюкозы при центрифуги-
ровании зависит от расположения красящих веществ в адсорбци-
онном слое или в кристаллической решетке. Поверхностные за-
грязнения смываются водой при промывании, внутренние оста-
ются.

При кристаллизации глюкозы из сильно окрашенных раство-
ров при центрифугировании трудно получить чистые кристаллы.

Когда выходящая из центрифуги белая патока становится
почти бесцветной, промывание прекращают, но центрифугу остав-
ляют работать некоторое время для сушки кристаллов глюкозы
Конечная влажность кристаллов зависит от их размеров, длитель-
ности сушки, толщины фугуемого слоя, частоты вращения центри-
фуги и живого сечения фильтрующей поверхности аппарата. Мел-
кие кристаллы имеют большую влажность, чем крупные.

Для создания безопасных условий разгрузки центрифуги ро-
тор ее останавливают, затем придают ему обратное вращение ча-
стотой 50 об/мин. При этом происходит поворот разгрузочного
ножа, который врезается в слой глюкозы против направления вра-
щения ротора. Нож постепенно опускают и полностью освобожда-
ют барабан от глюкозы, после чего возвращают нож в исходное
положение. Ротор центрифуги останавливают и начинают новый
цикл работы. Все операции рабочего цикла центрифуги ФПН-1250
автоматизированы. Пробеленная кристаллическая глюкоза имеет
влажность 13—15% и доброкачественность 99,5—99,9%. Таким
образом, влажная гидратная глюкоза содержит 9,1% кристаллиза-
ционной влаги н 4—6% поверхностной.

Продолжительность рабочего цикла центрифуги зависит от
качества утфеля и в среднем характеризуется следующими затра-
тами времени на проведение отдельных операций (в мин). напол-
нение центрифуги 1, отделение зеленой патоки 15—18, промыва-
ние водой 8—10, просушивание 12—15, выгрузка 4. Длительность
полного числа работы центрифуги 40—48 мин.

Сушка, просеивание, хранение и транспортирование. Из центри-
фуг сырые кристаллы влажностью 12—15% направляют в сушил-
ку. Во время высушивания глюкозы большое значение имеет тем-
пературный режим. Кристаллы гидратной глюкозы начинают пла-
виться в собственной кристаллизационной влаге уже при темпе-
ратуре 60° С. Поэтому температура воздуха, поступающего в су-
шилку, не должна превышать 48—55° С, наибольшая температура
глюкозы в сушильной камере — 45—50° С, а выходящий из сушил-
ки — 40—45° С. При высушивании остается только кристаллиза-
ционная влага, вся свободная влага удаляется.. Сушат гидратную
глюкозу до 8-—9 %-ной влажности во избежание образования комь-
ев при хранении. Сушку производят на барабанных и пневмати-
ческих сушилках.

Z 3	5

Пис. 143 Схема пневматической сушилки.

Наиболее полно требованиям технологии глюкозы отвечают
пневматические сушилки, сушка продукта в которых происходит
'в потоке нагретого воздуха. Схема пневматической сушильной
установки отечественной конструкции приведена на рис. 143. Уста-
новка состоит из заборного воздуховода 1, фильтра для очистки
воздуха 2, нагревателя для воздуха 3, питательного устройства 4
для подачи глюкозы в сушилку, ротора разрыхлителя 5, трубы су-
шилки 6, противовзрывного клапана 7, сепаратора 8 для возврата
в сушилку недосушенного продукта, циклонной установки 9 для
разделения продукта и воздуха, вентилятора 10, обеспечивающего
движение воздуха и продукта через сушилку, мокрого ^скруббера
И для улавливания глюкозной пыли из отработанного воздуха,
насоса 12 для скруббера, шнека 13 для перемещения глюкозы к
месту рассева и шлюзового затвора 14.

Холодный воздух очищается от взвешенных примесей в фильт-
ре, нагревается в нагревателе до заданной температуры, посту-
14 Зак 1951 ^421
пает в собственно сушильную установку и, пройдя циклоны, вен-
тилятор и скруббер, выбрасывается в атмосферу.

Продукт подается питателем в ротор-разрыхлитель, по кон-
струкции напоминающий молотковую дробилку. В результате уда-
ров лопастей ротора продукт диспергируется в воздушном потоке
и движется по трубе-сушилке; за счет инерции более тяжелые не-
досушенные частицы продукта из сепаратора возвращайся в пи-
татель, а высушенные частицы отделяются в циклоне и направля-
ются в бункер перед рассевом. Воздух из циклона поступает в
мокрый скруббер и очишается с помощью воды от продуктовой
пыли.

Вода на скруббер подается циркуляционным насосом, при по-
вышении концентрации глюкозы в ней до установленного уровня
вода отводится в производство, а в насос подается свежая вода.

Как видно на рис. 143, горячий воздух и продукт движутся в
одном направлении. Благодаря этому, а также наличию ротора-
разрыхлителя в пневмосушилках этого типа допускается примене-
ние воздуха оптимальной температуры, что обеспечивает интенсив-
ную сушку и высокую экономичность с точки зрения расхода тепла.

Высушенная кристаллическая глюкоза, пройдя магнитный се-
паратор, где улавливаются все случайно попавшие в продукт ку-
сочки железа, поступает на сита для отделения крупки. Крупкой
в глюкозном производстве называют небольшие комки, образовав-
шиеся из слипшихся кристаллов глюкозы, с поверхности которых
недостаточно удален межкристальный раствор из затвердевших ку-
сочков утфеля, отвалившихся от стенок кристаллизатора или
шнеков, а также из оплавленных в сушилке кусочков сырой глю-
козы.

Просеивание глюкозы производят на сотрясательных или ба-
рабанных ситах типа бурат, с металлическими сетками, име/ошимц
отверстия размером 1,0—1,5 мм. Просеянную глюкозу направляют
в бункер для последующей фасовки.

Крупку вместе с водным раствором глюкозной пыли со скруб-
бера сушилки направляют в клеровочный сборник и возвращают
в производство. При правильном соблюдении технологических ре-
жимов на всех стадиях производства глюкозной крупки обычно
образуется 3—5, не более 10%. Иногда крупку измельчают на
специальных дробилках и вторично просеивают. Это мероприятие
уменьшает количество возвратов, но несколько снижает качество
готовой продукции.

Кристаллическую гидратную глюкозу упаковывают в тканевые
мешки по 50 кг. Внутрь мешка вставляют вкладыши из бумаги
или полиэтиленовой пленки. Глюкоза может быть расфасована в
мелкую тару: в бумажные пакеты или коробки массой нетто от
100 г до 1 кг.

Кристаллическую глюкозу хранят в упакованном виде в сухих
чистых и проветриваемых складах. Мешки с глюкозой укладыва-
ют на деревянные стеллажи, покрытые брезентом или другой
тканью такого размера, чтобы краями можно было закрыть по
бокам первый ряд мешков. В складах, где хранится глюкоза,
относительная влажность воздуха не должна быть более 75% -

Потребителям глюкозу доставляют с соблюдением санитар-
ных требований в чистых сухих крытых железнодорожных ваго-
нах, контейнерах, трюмах судов и автомашинах. При перевозке
автомобильным и гужевым транспортом, при погрузке и выгруз-
ке принимают меры по предохранению глюкозы от увлажнения.
Не допускается перевозка глюкозы вместе с продуктами, обла-
дающими специфическим запахом, а также использование раз-
личных видов транспорта, в которых транспортировались ядови-
тые или резко пахнущие грузы.

Переработка зеленой патоки. В соответствии со схемой XXI зе-
леную патоку направляют на переработку для получения вто-
рого продукта — желтого сахара. Зеленую патоку разбавляют
свежей водой или для повышения доброкачественности промыв-
ными водами до содержания 30—35% сухих веществ и осахари-
вают в конверторе при давлении 0,27—0,32 МПа Доза соляной
кислоты — 0,6 -0,65% хлористого водорода к массе сухих ве-
ществ патоки. Продолжительность осахаривания при давлении
0,3 МПа с момента поднятия давления в конверторе до начала вы-
дувания 30—32 мин. В результате гидролиза доброкачествен-
ность зеленой патоки возрастает на 3—6%, что позволяет увели-
чить выход глюкозы и улучшить процесс кристаллизации первого и
второго продукта.

Гидролизат зеленой патоки нейтрализуют раствором каль-
цинированной соды до pH 4,8—5,0.

К нейтрализованному сиропу второго продукта добавляют
промывные воды из линии промывания осадка вспомогательного
фильтрующего материала, суспензию отработанного активного
угля из линии первого продукта и с фильтров очистки густого си-
ропа второго продукта и смешивают. Жидкий сироп концентраци-
ей 28—31% отделяют от угля фильтрацией и выпаривают на трех-
корпусной выпарной установке под вакуумом до содержания 52—
56% сухих веществ.

Отработанный активный уголь и вспомогательный фильтрую-
щий материал выводят из производства.

Густой сироп второго продукта обесцвечивают свежим ак-
тивным углем, добавляемым в количестве 0,5% по массе сухих ве-
ществ сиропа, и фильтруют. Очищенный густой сироп доброкаче-
ственностью ие ниже 84% подкисляют до pH 4,2—4,3 и уварива-
ют в вакуум-аппарате до концентрации 76—78%, охлаждают в хо-
лодильнике до температуры 52—50° С и заливают в кристаллиза-
торы второго продукта, в которых от предыдущего цикла кри-
сталлизации оставлено для затравки 30—35% утфеля. После сме-
шивания сиропа с затравкой в кристаллизаторе устанавливается
температура утфеля около 43—44° С, которую за 220—265 ч по-
степенно снижают до 28—30° С. Процесс кристаллизации желтого
сахара проводят при коэффициенте пересыщения 1,2—1,4 и окон-
чание определяют по межкристальному раствору, доброкаче-
ствеиность которого должна быть не более 71, а концентрация су-
хих веществ — не выше 65—67%.

Вязкость этого межкристального раствора является основным
фактором, определяющим полноту отделения его от кристаллов
желтого сахара при центрифугировании. Поэтому межкристаль-
ный раствор в утфеле второго продукта перед фуговкой не может
иметь концентрацию сухих веществ выше предела, определяемого
техническими возможностями применяемого при центрифугирова-
нии оборудования. Это значит, что в этом растворе необходимо
сохранить определенное количество воды, с которой затем уйдут не
только несахара, но и часть глюкозы.

Операция центрифугирования второго продукта отличается от
операции центрифугирования первого продукта отсутствием про-
мывки полученных кристаллов желтого сахара водой. Продолжи-
тельность рабочего цикла центрифуги зависит ог количества ут-
феля и составляет в среднем 45—50 мин. Цикл складывается из
следующих периодов (в мин): наполнение центрифуги 1, отделе-
ние гидрола 25—30, просушивание 12, выгрузка 7.

Доброкачественность полученного после центрифугирования
желтого сахара 94—97%, влажность 14—16%. Второй продукт
клеруют и, возвращают в линию первого продукта, а отделенный
на центрифугах межкристальный раствор (гидрол) выводят из
производства и отгружают потребителям.

Производственные потери глюкозы. Потери глюкозы на от-
дельных стадиях производства распределяются следующим обра-
зом:

Процесс	пот^я.
Осахаривание	0,05
Нейтрализация	0,05
Фильтрация	
механическая	0,40
с использованием угля	0,40

Процесс	Потери,

Промывание фильтровальной	0,35

ткани

Выпаривание	0,45

Со сточными водами	1,20

Неопределенные потери	2,00

Расход вспомогательных материалов, тепла, воды и электро-
энергии. На предприятиях, работающих по схеме с кислотным гид-
ролизом крахмала и осахариванием зеленой патоки, расход вспо-
могательных материалов, .пара, воды и электроэнергии на 1 т го-
товой продукции составляет:

Соляная кислота плотностью 1,14 г/см3, кг

Сода кальцинированная, кг

Д1КПОМ1ГГ сухсй, кг

Активный уголь, кг

Фильтровальная ткань, м2

Ситовая капроновая ткань № 58, м2

Сетка штампованная для центрифуг, ы2

Сетка латунная -подкладочная, м2

Тепло (пар нормальный), кДж

Вода, м2

Электроэнергия, кВт-ч

39—40

19—21

8,5—10,0
30

0,02

0,03

0,01

36076

250
420-580
Состав и использование гидрола. Полученный на станции цент-
рифугирования утфеля второго продукта гидрол содержит глю-
козу, продукты ее реверсии, воду и различные примеси. К при-
месям относятся растворимые несахара сырья, оставшиеся после
очистки в сиропе, а также вещества, образовавшиеся в процессе
гидролиза крахмала или в результате теплового воздействия на
составные части сиропа.

Присутствие большинства весахаров гидрола повышает раст-
воримость глюкозы и способствует увеличению ее потерь при кис-
лотном гидролизе: с гидролом из производства выводится до
20—25% всей глюкозы. Несахара являются также основной при-
чиной высокой вязкости гидрола. Повышенная растворимость глю-
козы и вязкость гидрола ухудшают результаты кристаллизации
глюкозы и центрифугирования утфеля второго продукта.

По внешнему виду гидрол представляет собой однородную не-
прозрачную жидкость темно-коричневого цвета (без разбавления
почти черного) с характерным запахом. Наличие постороннего за-
паха и механических примесей недопустимо. Состав гидрола за-
висит от качества сырья и технологии его переработки. В сред-
нем он может быть следующим (в %): сухие вещества — не ме-
нее 65; редуцирующие вещества — нс менее 67; зола — не более
7; хлористый натрий — не более 6; pH — не ниже 4,0; механические
примеси не допускаются (ОСТ 18-286-76). Состав редуцирующих
сахаров в гидроле разнообразен. На спирт сбраживается около
70% редуцирующих веществ. Очищенная несбраживаемая часть
сахаров имеет [а]£° ± 70°, редуцирующую способность 60% по
мальтозе и 40% по глюкозе

Из ацетилированной несбраживаемой части гидрола была вы-
делена кристаллическая р-октацетилгеитиобиоза. Содержание ген-
тиобиозы в гидроле составляет 5—6% (18—19 мае. % в пересчете
на несбраживаемые сухие вещества). Таким образом, гентиобиоза
составляет сравнительно небольшую часть несбраживаемых ве-
ществ гидрола. Однако из всех содержащихся в нем дисахаридов
только гентиобиоза обладает очень горьким вкусом.

Окраска гидрола является следствием реакции продуктов раз-
ложения глюкозы с азотистыми веществами, образования меланои-
динов и карамелизации. Увеличение температуры и особенно про-
должительности теплового воздействия на глюкозные сиропы спо-
собствует накоплению в гидроле оксиметил фурфурол а, красящих
и гуминовых веществ. Красящие вещества поверхностно-активны,
особенно в кислой среде; пенятся, образуя устойчивую и обиль-
ную пену. При нагревании с кислотами они превращаются в гуми-
новые вещества, которых в условиях глюкозного производства по-
лучается ничтожное количество.

Для дополнительного извлечения глюкозы из гидрола предла-
гались различные методы Например, дополнительное осахарива-
ние гидрола щавелевой кислотой с последующей нейтрализацией.
При этом выход глюкозы из гидрола, осахаренного в конверторе,
составил в пересчете на сухие вещества 27%, а в непрерывном
осахаривателе—42%. Однако большое количество образовав-
шихся красящих веществ сильно осложнило очистку сиропов.

Предпринимались и другие попытки извлечь глюкозу из гид-
рол а. Однако по причинам экономического характера разраба-
тывавшиеся методы не получили практического применения. По-
скольку извлечение глюкозы из гидрола нерентабельно, он явля-
ется отходом глюкозного производства и находит иное примене-
ние.

Гндрол используют главным образом для технических целей:
в кожевенном производстве при дублении кож, в производстве ис-
кусственного волокна как восстановитель, в качестве связующего
материала в литейных цехах. Применяют гидрол в производстве
антибиотиков для приготовления питательных сред, из оставших-
ся в гидроле сахаров сбраживанием получают спирты. По хими-
ческому составу гидрол представляет собой ценный продукт для
введения в комбикорма Кроме того, гидрол обладает следую-
щими положительными свойствами: равномерно распределяется в
рассыпных комбикормах; является хорошим связующим элемен-
том при производстве гранулированных комбикормов; улучшает
прочность и внешний вид гранул; повышает питательность грану-
лированных кормов за счет введения глюкозы и минеральных ком-
понентов; служит хорошим растворителем мочевины при приготов-
лении кормовой смеси из стержней кукурузы; сохраняет подвиж-
ность при относительно низкой температуре (минус 10°), что по-
зволяет исключить подогрев его при приготовлении кормов. Гид-
рол используют также для непосредственного добавления в кор-
мовые рационы животных.

Транспортируют гидрол в деревянных или стальных бочках,
которые располагают пробкой вверх, вагонах-цистернах для пе-
ревозки патоки, а также других железнодорожных и автомобиль-
ных цистернах, снабженных в нижней части змеевиками или па-
ровыми рубашками для разогрева продукта, а также устройст-
вом для его слива.

Перед заполнением гидролом бочки и цистерны подвергают
тщательной санитарной обработке. Транспортирование гидрола в
бочках должно проводиться с соблюдением соответствующих са-
нитарных требований в чистых сухих вагонах, трюмах судов и ав-
томашинах. При транспортировании и хранении бочки с гидро-
лом должны быть защищены от атмосферных осадков и солнеч-
ных лучей.

Технологическая схема получения кристаллической глюкозы
е применением ферментативного гидролиза крахмала

В последние годы в производстве кристаллической глюкозы
широкое применение находят ферменты. При ферментативном
гидролизе крахмала используют глюкоамилазы различного про-
исхождения. Для ускорения процесса проводят предварительное
разжижение крахмала. Температура клейстеризации кукурузного
426
крахмала, как всех зерновых крахмалов, превышает температур-
ный оптимум активности амилолитических ферментов. Поэтому
при совмещении клейстеризации и разжижения крахмала и прове-
дении их при температуре 75—85е С происходит частичная инак-
тивация ферментов.

Процесс ферментативного разжижения проходит в три этапа:
предварительная ферментативная клейстеризации крахмала, теп-
ловая обработка под давлением и окончательное фермеитативкое
разжижение крахмала.

Технологическая схема производства кристаллической глю-
козы с использованием ферментов для осахаривания крахмала
приведена на схеме XXII. Кислотное разжижение крахмальной
суспензии концентрацией 38—40% проводят в конверторе или
осахаривателе непрерывного действия. Соляную кислоту добав-
ляют в количестве 0,15—0,25% к сухим веществам суспензии при
давлении 0,2 МПа. —

Через 4—6 мин после "Тгеднятия давления гидролизаты содер-
жат 15- 20% редуцирующих веществ. Их нейтрализуют раство-
ром кальцинированной соды и'охлаждают до температуры не ни-
же 60° С.

При ферментативном разжижении крахмала в полученном
продукте редуцирующих веществ содержится на 1—2% больше,
чем при кислотном. Это отклонение объясняется некоторыми
структурными различиями декстринов, поскольку ферментатив-
ному разжижению подвергают менее концентрированные суспен-
зии крахмала.

В предварительно подогретую до температуры 55° С крах-
мальную суспензию концентрацией 35% после доведения pH до
6,0—6,5 вводят раствор ферментного препарата амилосубтилина
Г ЮХ в количестве 0,02% к сухим веществам крахмала. Смесь
разогревают до 85° С и выдерживают в аппарате для разжижения
в течение 2 ч при постоянной температуре (85° С) и интенсивном
перемешивании.

Затем для обеспечения более полной клейстеризации крахмала
смесь подвергают тепловой обработке в конверторе при темпера-
туре 133е С в течение 3—6 мин. После такой обработки интенсив-
ность окраски продукта не изменяется, но резко повышается ско-
рость фильтрации.

В охлажденный до температуры 80° С продукт вводят вторую
порцию амилосубтилина Г10Х (0,05—0,07% к сухим веществам
крахмала), перемешивают и выдерживают при постоянной (80° С)
температуре в течение 30 мин.

Разжиженный крахмал охлаждают до температуры 60° С, с по-
мощью кислоты устанавливают соответствующую величину pH и
переходят к осахариванию.

Для осахаривания разжиженного крахмала применяют глюко-
амилазные ферментные препараты с известными оптимальными
условиями действия (табл. 97).
Соляная

кислота

Отмеривание
крахмальной суспензии

Препарат

а-амилазы

Кислотное разжижение

г-	I

Сода	'

Нейтрализация

Предварительная ферментативная клейстеризации

Тепловая обработка под давлением

I Препарат

| а-амилазы

Окончательное ферментативное разжижение

Охлаждение

I Препарат глюкоамилазы

Ферментативное осахаривание

Инактивация фермента

Отделение жиро-белковой примеси

I Фильтрующий порошок

Фильтрация

Активный уголь

Обесцвечивание жидкого сиропа

Фильтрация

Выпаривание

Активный уголь I

Обесцвечивание густого сиропа
I

Фильтрация

Фильтрующий порошок i

Контрольная фильтрация
I

Уваривание
I
Охлаждение

Кристаллизация

Зеленая патока

Обесцвечивание 4 Активный уголь
раствора ------------------------

Фильтрация--------------------

| Фильтрующий порошок

Контрольная фильтрация

Уваривание

Охлаждение

Кристаллизация

Центрифугирование	—Цевтрифугирование —

Глюкозная пыль _ I Белая патока

---------------Сушка *-----------Глюкоза второго продукта

Просеивание	------------

Крупка	j.

Упаковка	Гидрол

кристаллической гидратной глюкозы на реализацию

Схема XXII. Технологическая схеча производства кристаллической гциратной
глюкозы с применением ферментных препаратов при гидролизе крахмала
428
Таблица 97. Оптимальные условия действия осахаривакмцил
ферментных препаратов

Препарат	Температура.  1	pH
Глюкоризин Г20Л	60	4.0—4,5
Глюкоэндсмикоосин Г15Л	48—50	5.5—5.6
Глкжоэндомикопсин Г18Л	58—60	5,5
I люкоделемарин ПЮХ	55	4,7

Продукт подают в ферментатор для осахаривания, куда одно-
временно добавляют предварительно растворенный в воде в соот-
ношении 1 : 10 глюкоамил азный препарат из расчета 0,3—0,4% к
массе сухих веществ крахмала.

Если гл юкоамил азная активность препарата 100 ед Jr, процесс
осахаривания длится 60—72 ч при постоянных температуре и pH
и непрерывном перемешивании (п<50 об/мин). Необходимо тща-
тельное наблюдение за температурой и pH среды. При осахарива-
нии pH имеет тенденцию к снижению, а незначительное повыше-
ние температуры приводит к значительному падению активности
фермента. За течением процесса следят по содержанию редуци-
рующих веществ.

Ферментаторы оснащены мешалками, подогревателями и систе-
мой стерилизации, что необходимо для предохранения растворов
от действия других микроорганизмов. На заводе производительно-
стью 100 т глюкозы в сутки устанавливают батарею из 14 фер-
ментаторов. Вместимость каждого аппарата 83 мя, высота 10 м,
диаметр 4 м.

В результате ферментативного осахаривания получают сиро-
пы с содержанием редуцирующих веществ 94—95% при кислот-
ном разжижении крахмала и 96—98% - при ферментативном.

После завершения процесса сироп нагревают до температуры
95° С для инактивации фермента и стерилизации сиропа, предот-
вращающей развитие посторонней микрофлоры, и очищают от
примесей.

Ферментные препараты часто содержат минеральные и орга-
нические соли, белки и другие составные части питательных сред,
красящие вещества и вещества с неприятным запахом, удаление
которых связало с повышением расхода активного угля. Во избе-
жание этого производят предварительную коагуляцию высокомо-
лекулярных азотистых соединений подкислением сиропа соляной
кислотой до pH 4,8—5,0.

Взвешенные частицы удаляют с помощью фильтрации с исполь-
зованием вспомогательного фильтрующего порошка в количестве
0,5% по сухим веществам крахмала.

После очистки производят обесцвечивание активным углем,
расходуя его по 0,5% к сухим веществам жидких и густых сиро-
пов. После отделения отработанного угля жидкий сироп выпари-
вают иод вакуумом на выпарной установке до содержания 54—
56% сухих веществ.

Густой сироп обесцвечивают свежим активным углем, после
контрольной фильтрации уваривают в вакуум-аппарате до содер-
жания 70—72,5% сухих веществ; охлаждают до температуры
50° С и направляют в кристаллизаторы периодического или не-
прерывного действия. При исходной доброкачественности сиропа
07—98% продолжительность кристаллизации составляет 48—
50 ч, при более низкой, 94 -95%, — 72—74 ч. Отделенные и про-
мытые в центрифуге кристаллы глюкозы высушивают, просеива-
ют и упаковывают. Крупку, получаемую при просеивании высу-
шенной глюкозы, и раствор глюкозной пыли из скруббера сушил-
ки возвращают в линию первого продукта на станпию обесцвечи-
вания жидкого сиропа активным углем.

Зеленую патоку доброкачественностью около 90% вместе с бе-
лой патокой из линии первого и второго продукта используют для
получения глюкозы второго продукта (желтого сахара).

Приготовленный раствор очищают активным углем и после
контрольной фильтрации уваривают в вакуум-аппарате до кон-
центрации сухих веществ 74—75%, охлаждают и в кристаллиза-
торе смешивают с 15—20% утфеля, оставленного от предыдущего
цикла кристаллизации. В зависимости от доброкачественности
сиропа второго продукта, которая колеблется в пределах 95—90%,
кристаллизация продолжается 70—100 ч. Образовавшиеся кри-
сталлы желтого сахара отделяют от гидрола, промывают и воз-
вращают в линию первого продукта на высушивание. Лишь в слу-
чае каких-либо отклонений предусматривают возврат желтого
сахара в линию первого продукта в виде клеровки.

Доброкачественность гидрола 80—85% при концентрации су-
хих веществ 60—65%. Этот продукт имеет сладкий Вкус и может
найти применение в микробиологической промышленности для при-
готовления питательных сред. Очищенный активным углем и ува-
ренный до содержания сухих веществ 78—79% гидрол может быть
реализован в виде сладкого сиропа или использован для смеши-
вания с крахмальной патокой и получения специальных сортов
патоки или после охлаждения и кристаллизации превращен в пи-
щевую глюкозу.

Применение ферментов при производстве кристаллической
глюкозы позволяет повысить выход глюкозы из сухих веществ
крахмала до 80—85% и сответственно уменьшить расход крах-
мала на 1 т глюкозы на 150—200 кг

Расчет продуктов глюкозного производства по станциям

Количество продуктов для производства глюкозы рассчитывается, как обыч-
но. методом составления материального баланса по каждой технологической
операции и по производству в целом Сначала расчет ведут на 100 кг безводно-

го крахмала, затем полученные количества продуктов пересчитывают на задан-
ную производительность

Количества продуктов при приготовлении глюкозных сиропов вычисляют
так же, как и для производства патоки. Поэтому ниже приведены некоторые
расчеты, характерные для производства глюкозы Зная балансы сухих веществ
и характеристики продуктов (концентрацию, доброкачественность и пр.), опре-
деляют массу и об1х*м продуктов, величину потерь на каждой стадии производ-

В качестве исходных данных принимают следующие показатели

1	. Состав перерабатываемого крахмала (в % по сухому веществу).

Азотистые (нерастворимые) вещества	0,50

Растворимые вещества	0,10

Зола	0,10

Жир

экстрагируемый	0,15

гидролизный	0,55

Всего примесей:	1,40

Чистого крахмала 100—1,40=98,60

Итого:	ЮО

2	. Расход соляной кислоты на разжижение крахмала (в % HCI к массе
безводного крахмала) —0,10—0,15.

3	. Потери сухих веществ в процессе производства (в % к массе
безводного крахмала) — 3,40.

4	Количество сухих веществ глюкозной крупки и пыли, возвращаемое в
производство из сушилки и рассева (в % к массе сырой глюкозы), —10,0.

5	Количество сухих веществ белой патоки в линии первого и второго про-
дукта (в % к сухим веществам непромытой глюкозы) —10,0.

6	Доброкачественность (в %)

крахмала	98,60

сиропа после инактивации ферментов	95,5

зеленой патоки	90,0

белой патоки	96,0

глюкозы первого и второго	продукта (условно) 100,0

гидрола	81,5

7	Количество амилоглюкозидазы (в % в зависимости от глюкоамилазпой
активности ферментного препарата) — 0,2—0,4.

Определим количество сухих веществ продуктов и полупродуктов на 100 кг
сухих веществ крахмала при работе по технологической схеме получения глюко-
зы с кислотным разжижением крахмала с осахариванием ферментным препа-
ратом.

1	Количество сиропа после инактивации фермента с учетом золы, образую-
щейся при нейтрализации кислоты, взятой для разжижения,

98,6: (1,0—0,001 • 95,5) +0,15+0,10+1,40+0,40= 111,06%,

где 98,6 — доброкачественность крахмала, 95,5 — доброкачественность сиропа.
0,15 — Количество поваренной соли, образовавшейся при нейтрализации,
0,10 — количество НС1. связавшееся с примесями крахмала; 1,40 -приме-
си крахмала; 0,4 — ферментный препарат.

2	Теоретический выход очищенного глюкозного сиропа 98,6. (1,0—
—0,001.95,5) +0,15+0,10=109,26%

3	Потери примесей крахмала (1,4%) и отфильтровывание ферментного пре-
парата (0,4%) равны 111,06—109.26=1.80%

4	. Практический выход очищенного глюкозного сиропа при потерях 3,40%
составит 109,26—3,40= 105,86%.

5	Выход кристаллической глюкозы по формуле Переплетчикова равен
100(95,5—81,5) : (100—81,5)=75,67%,

где 95,5 — доброкачественность сиропа; 81,5 — доброкачественность гидрола;
100 (в знаменателе)—доброкачес i ценность готовой глюкозы.
6	Выход cvxoro вещества глюкозы по сухому веществу крахмала составит
105,86-75,67: 100-80,10%

7	На основании практических данных распределяют потерн сухих веществ
по отдельным станциям производства (табл. 98).

Таблица 98. Распределение потерь сухих веществ по станциям
производства (в %)

Станция	Линия первого продукта		Ливия второго продукта		Всего	
	првмеси крахмала	“то’	примеси крахинка		примеси крахмала	“Р°-
Нейтрализация		0,07				0,07
Осахаривание	—	0,10	—-	—	—	0,10
Сепарирование	0,50	0,10	—	—	0,50	0,10
Механическая очистка	0,90	1,70	—	—.	0,90	1,70
Фильтрация жидкого сиропа	—	0,20	—	-—	—	0,20
Выпаривание	-—	0,14	—	—	—	0,14
Фильтрация густого сиропа	—	0,25	—	0,25	—	0,50
Контрольная фильтрация	——	0,04	—	0,04	—	0,08
Уваривание	—	0,11	—	0,10	—	0,21
Кристаллизация и центрифугиро-	—	0,10	—	0.10	—	0,20
ванне						
Сушка и просеивание	—	0,10	—	—	—	0,10
Итого:	1,40	2,91	-	0,49	1,40	3,40

8 Количество сухих веществ гидрола определяется по разности между со-

держанием сухих веществ в сиропе и кристаллической глюкозе 105,86—
—80,10=25,76%.

9	Количество утфеля второго продукта определяется следующим образом.
Выход второго продукта по сухому веществу утфеля равен 100-(91,77—81,5):
: (100—81,5) =55,49%.

Отсюда из 100 ед сухих веществ утфеля второго продукта получается сухих

веществ гидрола 100—55,49=44,51%

Количество сухих веществ утфеля второго продукта на 100 ед крахмала, вве-
денного в производство, равно 25,76-100 44,51=57,87%.

10	Количество сухих веществ непромытой сырой глюкозы второго продукта
определяется по разности между содержанием сухих веществ в утфеле второго
продукта, гидрола и потерями при центрифугировании (010%) 5787 25 76—

—0,10=32,01%.

11	. Количество сухих веществ белой патоки, полученной при промывании
глюкозы второго продукта, определяется следующим образом В белую патоку
переходит 10% сухих веществ непромытой глюкозы, чти по отношению к массе
сухих веществ крахмала составит 32,01-10: (100—10) =3,56%

12	Количество глюкозной крупки, получаемой при просеивании сухой глю-
козы и глюкозной пыли из скруббера сушилки, определяют ИСХОДЯ ИЗ того, что
эта величина составит 10% к массе сухих веществ сырой глюкозы Сначала
подсчитывают количество сухих веществ сырой глюкозы 80,10+0,10=80,20%,
где 0,10 — потери глюкозы при сушке

Количество глюкозной крупки составит 80,20.10: (100—10) =8,91 %

13	Количество сухих веществ белой патоки, полученной при промывании
глюкозы первого продукта, определяется следующим образом В белую патоку
переходит 10% сухих веществ непромытой глюкозы Известно, что белой патоки
от промывания второго продукта получается 3.56% Количество сухих веществ
Т а б л и ц а 99. Баланс сухих веществ продуктов по станциям производства

Операция и продукт	Постудило	Ушло	Передало  иа следующую станцию
ПЕРВЫЙ	ПРОДУКТ		
Отмеривание крахмальной суспензии			
Безводный крахмал	100,00	—	—
100%-ная соляная кислота	0,15	—	—
Итого:	100,15	—	100,15
Кислотное разжижение			
Подкисленная крахмальная суспензия	100,15	—		
Прирост сухих веществ за счет гидролиза крахмала 98,6: (1,0-0,001-20)—98,6	2,00		
Итого:	. 102,15	—	102,15
Нейтрализация			
Разжиженный продукт	102,15	—		
Хлористый натрий, образовавшийся в резуль- тате добавления соды	0,15	—	Т"
Соляная кислота, прореагировавшая с содой	-—	0,10	
Потери сухих веществ продукта	—	0,07	—
Итого:	102,30	0,17	102,13
Осахаривание			
Нейтрализованный продукт	102,13	—	—
Ферментный препарат	0,40	—-	—
Прирост сухих веществ за счет гидролиза крахмала 98,6 :(1,0-0,001 (95,5—20)1—98,6 Потери сухих веществ продукта	8,40	—	—
	-	0,10	- *
Итого:	110,93	0,10	110,83
Сепарирование			
Гидролизат	110.83	—	—
Жиро-белковая примесь	—	0,50	—•
Потери сухих веществ |Ндролизата		0,10	—
Итого	110,83	0,60	110,23
Механическая очистка			
Жидкий сироп	110,23			—
Диатомит	0,50	—	—
Фильтрационный осадок	—	1.74	—-
Потери сухих веществ сиропа	—	1,70	—
Ито го-	110.73	3,44	107 29
Операция и продукт	Поступило	Ушло	Передано на следующую станцию
			
Жвдкнй сироп	107,29			
Крупка и глюкозная пыль	8,91	—	—
Активный уголь	0,50	—	—.
Фильтрационный осадок	—	0,50	—
Потери сухих веществ сиропа	—	0.20	
Итога	116,70	0,70	116.00
Выпаривание			
Жидктщ сироп	116,0				
Потери сухих веществ сиропа	—	0,14	—
Итого:	116,00	0,14	115.86
Фильтрация густом сиропа			
Густой сироп	115,86	—	—
Активный уголь	0,50	-—	—
Фильтрационный осадок	—	0,50	—
Потери сухих веществ сиропа	—	0.25	—
Итого:	116,36	0,75	115.61
Контрольная фильтрация			
Густой сироп	115,61				
Диатомит	0,20	—	—
Фильтрационный осадок	—	0,20	—
Потери сухих веществ сиропа	—	0,04	—
Итого:	115,81	0,24	115.57
Уваривание			
Очищенный густой сироп	115,57				
Потери сухих веществ сиропа		0.1.	
Итого:	115,57	0.11	115.46
Центрифугирование			
Утфель	115,46	—	
Зеленая патока	-		48.36	—
Белая патока	.—	6,34	—
Потери сухих веществ утфеля	—	0.10	—
Итого:	115,46	54.80	60,66
Продолжение табл, 94

Операция и продукт	Поступило	Ушло	Передано  на след^-ющую станцию
Сушка и просеивание			
Глюкоза первого продукта	60,66	—	—
Глюкоза второго продукта	28,45	—	—
Глюкозная крупка и пыль со скруббера	—	8,91	—
Потери сухих веществ глюкозы	—	0.10	—
Итого:	89,11  ВТОРОЙ ПРОДУКТ		9,01	80,10
Фичьтраиия			
Зеленая патока	48,3В	—	—
Белая патока	9,90	—.	——
Активный уголь	0,40	—	—
Фильтрационный осадок	—	0.40	—
Потери сухих веществ сиропа	—	0,25	’,
Итого:	58,66	0,65	58,01
Контрольная фильтрация			
Жидкий сироп	58,01	—	—
Диатомит	0,20	—	—•
Фильтрационный осадок	—	0,29	—
Потери сухих веществ сиропа	—	9,04	—
Итого:	58,21	0,24	57 97
Уваривание			
Очищенный жидкий сироп	57,97	—	
Потери сухих веществ сиропа	—	0,10	—
Итого:	57,97	0,10	57,87
Центрифугирование			
Утфель	57,87	—	—
Гидрол	——	25,76	•
Белая патока	—	3,56	—
Потери сухих веществ утфеля	—	0.10	—
Итого:	57,87	29,42	28 15

непромытой кристаллической глюкозы с учетом потерь при высушивании равно
80,10+8,91 +0,10=89,11%

В этом случае общее количество белой патоки составит 89,11-10.(100—

—10) =9,90%,'

а количество сухих веществ белой патоки, полученной при промывании глюкозы
первого продукта, 9,90—3 56=6,34%.
14	, Количество сухих веществ кристаллической глюкозы второго продукта
.можно определить но разности между содержанием сухих веществ в непромытой
тлюкозе и белой патоке 32,01—3,56=28,45%.

15	. Получив все данные, составляют баланс сухих веществ продуктов по
станциям производства (в %), табл. 99.

На основании вычисленных данных составляют сводную таблицу по основ-
ным продуктам производства глюкозы (табл. 100).

Таблица 100. Расчет основных продуктов производства глюкозы

Продукт	Содержание сухих веществ, %,		Количество	Доброка- чествен-  ность, %	Плотность, кг/м®
	на 100 кг крахмала	в продук- те	продукта, кг		
'Крахмальная суспензия поступа- ющая на разжижение  •Сироп	100,00	40,0	250,0	98,6	1183
после разжижения	102,15	35,85	284,9	90,0'	1161
после гидролиза	110,83	36,00	307,8	95,5	1162
после механической очистки	107,29	32,00	335,2	95,5	1139
Клеровка ’Жидкий сироп	8,91	36,0	24,75	100,0,	1162
на фильтрацию	116,70	30,0	389,0	—	.. Н29
после фильтрации	116,00	30,0	386,6	—		1129
'Сироп после выпарной установки Густой сироп	115,86	55,0	210,6	—	1266
после очистки	115,61	55,0	210,2	.—.	1266
после вакуум-аппарата Глюкоза	115,46	72,0	160; 3	—	1372
первого продукта	60,66	86,0	70,53	100,0	.—
второго продукта  Белая- патока	28,45	86,0	33.08	100,0	
первой линии	6,34	45,0	’ 14-,08	94,0-	1210
второй линии	3,56	45,0	7,91	87,0	1210
Крупка н пыль	8,91	91,0	9,79	99,0	—
Готовая глюкоза	80,10	91,0	88,02	100,0	—
Зеленая патока после центрифу- гирования	48,36	62,0	78,00	90,0	1308
Сироп второго продукта после вакуум-аппарата	57,87	74,0	78,20	—	1385
Гвдрол	25,76	62,0	41,54	81,5	1308

Баланс сухих веществ по отдельным станциям и в целом по производству
известен, вычисление же фактической массы и объема продуктов производится
так же, как при расчете продуктов производства патоки.

Техника безопасности в глюкозном производстве

Глюкозная пыль относится к разряду взрывоопасных. Вды-
хание глюкозной пыли может вызвать заболевание дыхательных
органов человека. Поэтому организация вентиляционной систе-
мы в глюкозном производстве является обязательной. 'Запрещает-
•ея применять рециркуляцию воздуха в помещениях сушки глюко-
зы и в отделениях гидролиза крахмала. В местах образования
-436
глюкозной пыли у технологического оборудования должны быть
устроены местные отсосы с выводом воздуха наружу.

Места пересыпания глюкозы в процессе ее транспортирова-
ния должны быть оборудованы укрытиями и местными отсосами
воздуха

Оборудование, в которое загружаются пылевидные компонен-
ты (просеиватели и т. п.), должно быть герметизировано и снаб-
жено местным отсосом.

Запыленный воздух перед выбросом должен предварительно
очищаться.

Оборудование, работающее с образованием глюкозной пыли
(сушилки, просеиватели и т. п), должно быть размещено в изо-
лированном помещении. В этих помещениях должна быть преду-
смотрена обособленная автономная приточно-вытяжная венти-
ляция.

Установка местных отсосов воздуха способствует также уст-
ранению очагов накопления глюкозной пыли, которая, поднимаясь
в воздух, может образовать опасную взрывную концентрацию
При этом достаточно незначительной искры, чтобы произошел
взрыв.

Производство электро- и газосварочных работ, электро- и га-
зовой резки, а также других огневых работ в аппаратах, устрой-
ствах и помещениях, где может образоваться взрывоопасная кон-
центрация глюкозной пыли, допускается только после тщательно-
го удаления пыли.

Об источниках воспламенения и средствах его предупрежде-
ния подробно сказано в разделе «Техника безопасности в произ-
водстве сухого крахмала. Борьба с пылью» (см. часть 1, гла-
ва VIII).

Загрузочные воронки и люки для сыпучего материала должны
быть оборудованы решетками

Кристаллизаторы и ферментаторы должны иметь специальные
лазы, обеспечивающие возможность проведения внутренней:
осмотра или ремонта.

Кристаллизаторы и утфелераспределители должны быть закры-
ты крышками и для обслуживания оборудованы специальными
стационарными площадками и лестницами

Площадки, а также ведущие к ним лестницы и переходные мо-
стики должны иметь перила высотой не менее 1,0 м.

Работа с Ферментными препаратами требует соблюдения сле-
дующих правил по технике безопасности. Во избежание попада-
ния ферментной пыли в органы дыхания сухие препараты необ-
ходимо взвешивать и пересыпать в хорошо вентилируемых поме
щениях. Приготовление растворов ферментных препаратов долж-
но осуществляться в закрытых емкостях. Отмеривание жидки?
препаратов следует производить в резиновых перчатках и избе
гать попадания фермента на кожу.

Глюкоза в мешках укладывается в штабеля. Для устойчивость
штабеля через каждые шесть рядов укладывают прокладки. Вы
сота штабеля мешков при ручной укладке не должна превышать
3 м, а при механическом подъеме груза — 6 м

3. ПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВОЙ глюкозы

Пищевая глюкоза представляет собой гетерогенную смесь кри-
сталлов гидратной глюкозы и затвердевшего межкристального
раствора, содержащего продукты разложения и реверсии глюко-
зы, олигосахариды и некоторые другие вещества. Соотношение
фаз этой смеси зависит главным образом от степени осахарива-
ния крахмала и пересыщения раствора перед кристаллизацией.
Готовый продукт содержит меньше глюкозы, чем кристалличе-
ская и обладает иными свойствами. Кристаллическая глюкоза име-
ет стабильные свойства, почти не зависящие от способа ее про-
изводства Физико-химические свойства и вкусовые достоинства
пищевой глюкозы могут изменяться в широком диапазоне и опре-
деляются главным образом количеством кристаллов глюкозы и
свойствами межкристального раствора. Свойства последнего тес-
но связаны со способом и глубиной гидролиза крахмала.

Пищевая глюкоза может быть приготовлена с применением
для гидролиза крахмала кислот (серной, соляной или щавелевой)
и ферментов

Технологическая схема получения пищевой глюкозы
с применением соляной кислоты при гидролизе крахмала

При кислотном гидролизе крахмала в производстве пищевой
глюкозы используют менее концентрированную суспензию крах-
мала (18—20%), чем при получении кристаллической глюкозы.
Гидролиз осуществляют в конверторе или осахаривателе непре-
рывного действия под давлением 0,30—0,32 МПа в присутствии
соляной кислоты в качестве, катализатора. На гидролиз расходу-
ют 0,40—0,55% газа НС1 к сухим веществам крахмала. Гидролиз
заканчивается при содержании редуцирующих веществ не менее
90—92% (85—87% глюкозы). Процесс гидролиза контролируют
по спиртовой пробе. Продолжительность гидролиза устанавлива-
ют экспериментально нс реже 1 раза в месяц Свободную соля-
ную кислоту нейтрализуют раствором кальцинированной соды до
pH 4,7—4,8. После нейтрализации образовавшуюся суспензию
фильтруют с добавлением 0,4—0,5% диатомита или 0,2—0,3 пер-
лита к сухим веществам суспензии.

Сироп дважды обесцвечивают активным углем с последующей
фильтрацией и промежуточным выпариванием до концентрации
сухих веществ 50—55%.

Для осветления жидкого сиропа расходуют 0,15—0,20% ак-
тивного угля марки Б, густого—1,0—1,2% к сухим веществам
сиропа.

Густой сироп после контрольной фильтрации с наполнителем
уваривают в вакуум-аппарате при температуре 60—55° С до кон-
центрации сухих веществ 79—80%. Уваренный сироп охлаждают
до температуры 45—50° С и подают в кристаллизатор, в котором
была оставлена затравка в виде утфеля от предыдущей партии в
количестве 5—10% по массе сиропа.

В течение 1,0—1,5 ч снроп тщательно перемешивают с за-
травкой и охлаждают до температуры 40° С. При этом происхо-
дит интенсивный процесс загустевания. Массу разливают в кар-
тонные короба. Глюкоза кристаллизуется в виде ложных кристал-
лов неправильной формы, которые переплетаются и срастаются
между собой.

Смесь теряет активную текучесть, и наблюдается формирова-
ние определенной структуры. Вначале образовавшаяся структура
обратима, и при незначительном механическом вмешательстве
смесь вновь приобретает текучесть. Однако со временем тиксо-
тропные явления исчезают и образовавшаяся структура стано-
вится более прочной. Кристаллы срастаются, захватывая меж-
кристальный раствор, и смесь превращается в твердую пищевую
глюкозу. Через 1—2 сут кристаллизация заканчивается и глюкозу
брикетируют. Продолжительность формирования брикетов 6—8 ч.

Пищевая глюкоза обладает сладким вкусом с едва заметным
привкусом горечи. При получении по схеме с гидролизом соляной
кислотой пищевая глюкоза приобретает солоноватый привкус
(присутствие поваренной соли). При хранении в сыром месте та-
кая глюкоза может заплесневеть, а в сухом месте высохнуть до
содержания влаги 9—10%. Свободную от хлоридов и почти без-
зольную пищевую глюкозу получают при использовании ионооб-
менных смол для очистки сиропов.

Пищевую глюкозу улучшенного качества можно получить, ис-
пользуя при гидролизе щавелевую кислоту. Образующийся при
ее нейтрализации нерастворимый в воде оксалат калия легко
удаляется нз сиропов фильтрацией.

Ферментативное осахаривание крахмала позволяет свести к
минимуму нежелательные примеси межкристального раствора и
значительно повысить качество и улучшить вкус пищевой глюкозы.

Пищевую глюкозу хранят и транспортируют при тех же усло-
виях, что и кристаллическую. В складах длительного хранения
пищевой глюкозы температура воздуха не должна превышать
25° С.

Технологическая схема производства пищевой глюкозы
с использованием ферментов для осахаривания крахмала

В последние годы при производстве пищевой глюкозы все ши-
ре используют гидролиз крахмала в присутствии ферментов
(см. схему XXIII). Как и при получении кристаллической глю-
козы, ферментативный гидролиз крахмала осуществляется в две
стадии — разжижение крахмала и осахаривание.

Разжижение крахмала производят ферментативным или кис-
лотным методом. В последнем случае получают сиропы с лучшей
фильтрационной способностью.
Соляная кислота ___________

I	I

*	I

Кислотное разжижение

Сода-i-1

I
Нейтрализация

Отмеривание крахмальной суспензии
I

Препарат а-амилазы

Предварительная ферментативная
клейетеризация

Тепловая обработка под давлением

| Препарат tx-амилазы

Окончательное фермептативпое
разжижение

Охлаждение

-----Препарат глюкоамилазы

Ферментативное осахаривание

Инактивация фермента
I

Отделение жиро-белковой примеси
। •»------------------Фильтрующий порошок

Фильтрация

4

Обесцвечивание жидкого сиропа*----Активный уголь

Фильтрация

Выпаривание

Обесцвечивание густого сиропа ------Активный уголь

Уваривание

Охлаждение

Кристаллизация и затвердевание утфеля
Измельчение

------------------4

Высушивание и кристаллизация в рас-
пылительной сушилке

Просеивание

Досушивание

Досушивание

4	Упаковка гранулированной пищевой

Упаковка порошкообразной пищевой глюкозы	глюкозы

Схема XXIII. Технологическая схема производства пнщеной глюкозы.
440
Кислотное разжижение крахмальной суспензии концентраци-
ей 35—40% производят соляной кислотой в конверторе или оса-
харивателе непрерывного действия. Расход соляной кислоты
0,15—0,20% к сухим веществам суспензии. Продолжительность
процесса при давлении 0,3 МПа 2—3 мин, что обеспечивает по-
лучение гидролизата, содержащего 15—17% редуцирующих ве-
ществ.

Гидролизат нейтрализуют раствором соды до pH 5,5—5,6,
охлаждают до температуры 48—50° С и направляют в фермента-
торы для осахаривания.

При ферментативном разжижении крахмала используют пре-
имущественно препараты а-амилазы бактериального происхожде-
ния, обладающие значительной термостойкостью. Применение
ферментов для разжижения позволяет получить после осахарива-
ния сиропы более высокой доброкачественности. В этом случае
исходная суспензия крахмала должна иметь концентрацию 35%.

После подогрева суспензии до температуры 55° С в нее вво-
дят раствор ферментного препарата (амилосубтилина Г ЮХ или
аналогичного по свойствам) в количестве 0,01—0,015% к сухим
веществам крахмала. Суспензию разогревают до 85° С и выдер-
живают 2 ч при этой температуре, постоянно перемешивая.

Для обеспечения более полной клейстеризации крахмала
смесь подвергают тепловой обработке в конверторе при темпера-
туре 133° С в течение 3—6 мин. После охлаждения в испарителе
до температуры 85° С в продукт вводят вторую порцию амило-
субтилина Г ЮХ (0,05—0,07% к массе крахмала) и при переме-
шивании выдерживают эту температуру в течение 30 мин. После
охлаждения до температуры 48- 50° С гидролизаты направляют
в ферментаторы для осахаривания. При проведении осахарива-
ния используют водный раствор глюкоэндомикопсина Г15Х (в со-
отношении 1 -.20). Расход раствора 0,32—0,36% к массе крахмала.

Осахаривание проводят при постоянной температуре 48—
50° С, pH 5,5—5,6 и непрерывном перемешивании в течение 60—
72 ч. В результате получают сироп, содержащий 94—95% реду-
цирующих веществ при кислотном разжижении и 96—98% при
ферментативном. После завершения осахаривания сироп нагре-
вают до температуры 90° С для инактивации ферментов и направ-
ляют на очистку.

Для коагуляции высокомолекулярных азотистых соединений
сироп подкисляют до pH 4,8—5,0.

Жиро-белковые примеси отделяют сепарированием, а осталь-
ные взвешенные вещества — фильтрацией с фильтрующим по-
рошком. Окончательную очистку сиропов от красящих веществ
производят активным углем, расходуя его по 0,5% к сухим ве-
ществам жидкого и густого сиропа.

После отделения отработанного угля жидкий сироп выпари-
вают под вакуумом до 54—55% сухих веществ. Очищенный гу-
стой сироп уваривают до содержания сухих веществ 70—72%,
охлаждают до температуры 50° С и направляют в кристаллиза-
тор, где смешивают с утфелем, оставшимся от предыдущей кри-
сталлизации (20—30% всей массы утфеля).

В кристализаторе утфель выдерживают в течение суток, по-
нижая температуру до 34—35° С, после чего утфель заливают в
формы, где он затвердевает в течение 3 сут при температуре 10—
15е С. За это время происходит частичное подсыхание продукта.
Пищевую глюкозу измельчают до порошкообразного состояния,,
просевают и подсушивают в сушилке воздухом температурой
50° С до влажности не более 9% и упаковывают.

В некоторых странах утфель, содержащий после кристаллиза-
ции 50% кристаллов, высушивают в распылительных сушилках.
После высушивания глюкоза содержит 12—13% влаги Продукт
после распылительной сушилки выдерживают в течение 3—5 ч,
просеивают и подсушивают до влажности 9%. Сущность этого,
метода состоит в совмещении процесса кристаллизации и высу-
шивания мелких частиц продукта в потоке горячего воздуха.

Уваренный до определенной (не ниже 70%) концентрации вы-
сокодоброкачественный глюкозный сироп охлаждают и превра-
щают с помощью затравочных кристаллов в утфель. Указанная
концентрация сиропов обеспечивает получение утфеля, свободно
стекающего по трубопроводам. В соответствующих условиях ут-
фель распыляют в виде капель в сушильной камере. Содержа-
щиеся в каплях мелкие затравочные кристаллы являются не толь-
ко носителями влаги, но и центрами кристаллизации.

При испарении влаги объем капли утфеля уменьшается, коэф-
фициент пересыщения увеличивается на ее поверхности больше,
чем внутри, и соответственно усиливается кристаллообразование.
На поверхности каждой капли образуется как бы оболочка из
кристаллов, препятствующих спеканию отдельных капель. Сами
капли под действием сил поверхностного натяжения приобрета-
ют сферическую форму. По мере протекания процессов испаре-
ния влаги и кристаллизации глюкозы в каждой отдельной капле,
последние превращаются в твердые блестящие гранулы. Общий
сахар, полученный в распылительной сушилке, имеет вид сыпуче-
го порошка, состоящего из гранул почти одинакового размера.
Кристаллизация в процессе сушки позволяет в зависимости от
назначения продукта изменять размер его гранул и получать
быстрорастворимую, неслипающуюся порошкообразную гранули-
рованную глюкозу.

Удобнее и экономичнее при высушивании и кристаллизации
в распылительной сушилке использовать не утфель, а непосред-
ственно концентрированные глюкозные сиропы. Это делает воз-
можным получение сыпучих продуктов с различным углеводным
составом. Однако даже распыление высокодоброкачественного
глюкозного сиропа в потоке теплоносителя приводит к образова-
нию стекловидного гигроскопического порошка, склонного к сли-
панию. Основная причина этого явления — в отсутствии направ-
ленной кристаллизации, т. е. в отсутствии центров кристалли-
зации.
Центры кристаллизации вводят двумя способами: одновремен-
ным распылением глюкозного сиропа и части рециркулируемого
сыпучего порошка или распылением глюкозного сиропа на слой
затравочных кристаллов. Поскольку в первом случае количество
затравочного рециркулируемого продукта составляет более 70%,
кристаллизация проходит интенсивно и приходится проводить до-
полнительную сушку, что приводит к получению пористого про-
дукта.

При втором способе сироп при распылении обволакивает каж-
дую затравочную частицу, что при сушке увеличивает размер
гранул. Слой затравочного материала необходимо непрерывно
перемешивать. Процесс занимает мало времени и протекает не-
прерывно. Размер частиц гранулированной глюкозы колеблется
от 200 до 1500 мкм, большую часть продукта составляет фракция
размерами от 600 до 800 мкм. Насыпная масса гранулированной
глюкозы в зависимости от размера частиц 370—680 кг/см3. Отно-
сительная скорость растворения около 90%.

Для хранения и транспортирования i ранулпрованной глюко-
зы могут быть рекомендованы бумажные мешки, используемые
для упаковки кристаллической глюкозы.

Особенности ферментативного осахаривания
ирахмалсодержащего сырья

Ферментативное осахаривание крахмал содержащего сырья
имеет ряд особенностей. До настоящего времени при производст-
ве пищевой глюкозы независимо от способа 1идролиза (кислот-
ного, кислотно-ферментативного или ферментативного) использо-
вали чистый крахмал. Использование крах мал со держащего
сырья стало возможным при проведении гидролиза в присут-
ствии только биологических катализаторов (амилолитических), не
требующих высокой температуры и давления. Ведение осахарива-
ния непосредственно крахмалсодержащего сырья исключает
проведение трудоемкой операции по извлечению из него крахма-
ла. При кислотном гидролизе крахмала даже примеси усиливают
течение нежелательных побочных реакций — разложения и ревер-
сии глюкозы, образования красящих веществ.

Следует отметить, однако, что крахмалсодержащее сырье
имеет сложный состав, а амилолитические ферментные препара-
ты не свободны от примеси протеаз, липаз и трансглюкозидаз.
Кроме того, ферментативная система самого зерна обладает ами-
лолитической и протеолитической активностью Такое распростра-
ненное крахмалсодержащее зерно, как кукурузное, состоит из
оболочки, зародыша и эндосперма. Основная масса крахмала со-
средоточена в эндосперме, в клетках которого крахмальные зер-
на прочно удерживаются белковой прослойкой. Под действием
ферментов нерастворимые белки во время гидролиза превраща-
ются в растворимые и с трудом удаляются из гидролизатов.
Часть растворимых азотистых веществ образует с сахарами тем-
неокрашенные соединения, что также осложняет очистку гидро-
лизатов и удорожает производство.

В свою очередь жир, содержащийся в крахмалсодержащем
сырье, под действием ферментов переходит в раствор и затрудня-
ет фильтрацию ферментных гидролизатов, забивая поры фильт-
рующего материала. Кроме того, жир оказывает ингибирующее
действие на амилолитические ферменты.

Для подавления протеолитической активности необходимо по-
вышение температуры среды, что отрицательно сказывается па
активности а-амилазы. Поэтому для повышения ее термостабиль-
ности обычно добавляют ионы кальция. В присутствии жира pH
раствора быстро снижается и активность фермента продолжает
падать, несмотря на присутствие ионов кальция. Было показано,
что в растворе образуются кальциевые соли жирных кислот, ко-
торые снижают pH раствора. Для предотвращения этого вводят
гидроокись кальция, которая останавливает падение pH и под-
держивает его значение в оптимальных для действий а-амилазы
пределах (6,2—6,5).

Наиболее экономичным при производстве глюкозы является
использование кукурузной крупки. Для получения крупки куку-
рузное зерно очищают от сорной примеси, увлажняют, подверга-
ют помолу и освобождают от зародыша. Эндосперм измельчают
и отделяют от оболочки и грубых частиц. Крупку измельчают и
просеивают, поскольку в переработку должна поступать крупка
определенного гранулометрического состава. Максимальный раз-
мер частиц 1 мм. По составу кукурузная крупка характеризуется
следующими данными: влага 11,0—12,0%, протеин — 9.0—9,5 жир
0,8—1,3, крахмал 81,0—83.0, зола — 0.4—0.5, пентозаны и другие
вещества 6,2—7,4%.

Кукурузную крупку взвешивают и в реакторе-смесителе при-
готовляют водную суспензию, содержащую 30% сухих веществ.
Для инактивации протеолитических ферментов и подавления жиз-
недеятельности молочнокислых бактерий суспензию подогревают
до температуры 60—65° С (не выше температуры клейстеризации
крахмала).

Для обеспечения оптимального действия бактериальной а-ами-
лазы раствором кальцинированной соды доводят pH суспензии до
6,2—6,7 и добавляют в качестве стабилизатора 0,05 г СаС1г на
1 л суспензии.

На первой стадии разжижения в эту смесь вводят раствор
а-амилазы в количестве 3,5 л на 1 т крупки и выдерживают при
постоянной температуре 10 мин до содержания редуцирующих
веществ 3—4%.

На второй стадии разжижения продукт находится при посто-
янной температуре около 95° С в течение 2,5—3 ч. Температуру
продукта снижают до 70—80° С, pH доводят до 4.8—5.0 и филь-
труют с наполнителем.

Профильтрованный продукт, содержащий 28—30% редуциру-
ющих веществ, охлаждают до температуры 60е С и осахаривают
амилоглюкозидазой в течение 72 ч. Жидкий сироп фильтруют, де-
минерализуют ионообменными смолами, обесцвечивают активным
углем, фильтруют и выпаривают до содержания 75% сухих ве
щсств. Затем глюкозный сироп доброкачественностью 97—98%
(95—96% глюкозы) направляют на станцию получения гранули-
рованной глюкозы методом сушки кристаллов в распылительной
сушилке. При получении кристаллической гидратной глюкозы ме-
тодом охлаждения в кристаллизаторе с последующим отделением
кристаллов в центрифуге, сушкой и просеиванием межкристаль-
ный раствор возвращают на стадию очистки сиропов и только
15—20% этого раствора (гидрола), отличающегося высоким ка-
чеством, выводят из производства.

• а. производство медицинской глюкозы

Медицинскую глюкозу получают из кристаллической гидрат-
ной глюкозы. В зависимости от условий перекристаллизации ме-
дицинскую глюкозу вырабатывают в гидратной и ангидридной
форме.

Сырьем для производства медицинской гидратной глюкозы яв-
ляется гидратная кристаллическая глюкоза, отвечающая требо-
ваниям ГОСТ 975—75. Однако если медицинская гидратная глю-
коза получается в непосредственной близости от цеха гидратной
кристаллической глюкозы, то разрешается использование сырых,
промытых в центрифуге кристаллов гидратной глюкозы влажно-
стью 13—15%.

Технологическая схема производства медицинской гидратной
глюкозы

Кристаллы гидратной глюкозы растворяются при перемешивании и по-
догревании до температуры 80—85° С в течение 40—45 мин в уваренной смеси
зеленой и белой паток, полученных при центрифугировании утфеля и промыва-
нии кристаллов перекристаллизованной глюкозы При недостаточном количестве
межкристального раствора используют дистиллированную воду. К полученному
сиропу концентрацией 72.0—72,5% сухих веществ добавляют суспензию актив-
ного угля в количестве 1.0% к массе сухих веществ сиропа и после 35—40-ми-
нутиой обработки при температуре 80—85° С производят фильтрацию Отфиль-
трованный сироп подвергают контрольной очистке Совершенно прозрачный без
посторонних примесей бесцветный сироп охлаждают до температуры 55° С и за-
ливают в кристаллизаторы с развитой поверхностью охлаждения в виде дисков
и водяной рубашки. В качестве затравки используют утфель от предыдущей
кристаллизации в количестве 15% вместимости кристаллизатора.

За время заливки сиропа в кристаллизатор и перемешивания его с затрав-
кой температура смеси снижается до 45° С. Для поддержания коэффициента пе-
ресыщения на уровне 1,15—1,25 температуру утфеля в процессе кристаллизации
снижают за 48 ч с 45 до 40° С Температура охлаждающей воды не должна
быть ниже 38° С

Процесс кристаллизации считается законченным, когда содержание кристал-
лов в утфеле достигнет 45—50%, а концентрация межкристального раствора
уменьшится па 10—12% по сравнению с концентрацией исходного сиропа.

После отделения межкристального раствора кристаллы медицинской глюкозы
промывают в центрифуге дистиллированной водой температурой 35°С Белую
патоку концентрацией 38—40% уваривают вместе с зеленой в вакуум-аппарате
до содержания сухих веществ 59—60% и направляют для растворения кристал-
лической глюкозы. Примерно 25% зеленой патоки выводят из производства для
предотвращения накопления красящих веществ

Сырые промытые кристаллы сушат в токе чистого воздуха, предварительно
подогретого в калорифере до температуры 85° С Высушенную глюкозу просеи-
вают, пропускают через магнитный сепаратор и фасуют порциями по 35—40 кг
согласно ОСТ 18 321-77.

Упакованную медицинскую гидратную глюкозу хранят па складах на спе-
циальных стеллажах

Технологическая схема производства медицинской
ангидридной глюкозы

При получении ангидридной глюкозы сироп, приготовленный из кристалли-
ческой гидратной глюкозы как было указано выше, должен иметь концентрацию
55—60% сухих веществ.

Для обесцвечивания образовавшегося сиропа добавляют свежий активный
уголь марки Б в количестве 0,4—0,5% к массе сухих веществ сиропа. Через
25—30 мин сироп фильтруют Отфильтрованный сироп подвергают контрольной
счистке на войлочных фильтрах и подают в вакуум-аппарат

По заполнении 25—30% вместимости аппарата набор прекращают и начи-
нают прогрев Сиропа набирают столько, чтобы после сгущения до концентра-
ции 82—84% сухих веществ он в состоянии кипения покрывал всю поверхность
нагрева аппарата

Уваривание проводят при температуре 65—70° С, при которой увеличивается
полезная разность температур греющего пара и кипения сиропа, что приводит к
ускорению процесса и снижает степень разложения глюкозы

При сгущении температура кипения сиропа при неизменном остагочиом
давлении повышается до 70—75° С. Приближается момент впесения затравки.
Степень пересыщения и готовность сиропа для впесения затравки определяют по
внешним признакам, по подвижности увариваемого сиропа, скорости стекания
брызг сиропа по смотровому стеклу вакуум-аппарата и др Время, когда систе-
ма становится неустойчивой, является наиболее благоприятным моментом для
внесения затравки Затравку в виде смеси кристаллов с предварительно отобран-
ным из вакуум-аппарата сиропом вводят в аппарат через пробный кран Коли-
чество затравочных кристаллов составляет 0,03% к массе сиропа в вакуум-ап-
парате. Затравка служит импульсом для возникновения новых центров кристал-
лизации. После начала массового кристаллообразования наблюдают за количе-
ством образовавшихся кристаллов

Когда в увариваемой массе появится достаточное количество кристаллов
(1,0—1,5% к массе исходного сиропа) в вакуум-аппарат подают новую порцию
сиропа, понижая коэффициент пересыщения до метастабильной зоны, где но-
вые кристаллы не появляются, а лишь растут уже образовавшиеся.

Новые порции сиропа подают периодически в течение 2—2,5 ч через каж-
дые 5—7 мин Сироп берут небольшими порциями (5—7% к массе утфеля),
чтобы не снять пересыщения и не растворить образовавшиеси кристаллы Даль
иейшее паращивание кристаллов проводят при температуре 70—75° С

Периодическая подача порций сиропа должна поддерживать концентрацию
межкристального раствора в пределах 80—84% сухих веществ. Своевременное
внесение затравки и прекращение образования кристаллов имеет важное зна-
чение для процесса варки и качества получаемого утфеля. Чем больше центров
кристаллизации образуется в момент внесения затравки, тем меньше будут
размеры кристаллов глюкозы, и. наоборот, чем меньше первоначальное количе-
ство центров кристаллизации, тем крупнее кристаллы готовой продукции

Процесс наращивания кристаллов ангидридной глюкозы происходит в тече-
ние 6—8 ч Главной особенностью эгой стадии является отсутствие кристалло-
образования Для обеспечения этого требуется систематический приток сиропа в
аппарат, поддержание коэффициента пересыщения на определенном уровне,
энергичная циркуляция утфеля и удаление вновь зарождающихся кристаллов
(муки) путем более интенсивной подачи сиропа. Контроль за увариванием си-
ропа осуществляют по внешнему виду утфеля и концентрации межкристального,
раствора, которая к концу процесса кристаллизации снижается до 74% сухих

вещем в

После подачи в вакуум-аппарат последней порции сиропа начинают оконча-
тельное сгущение утфеля, необходимое для более полного обессахаривания меж-
кристального раствора Оно проводится при более глубоком разрежении до со
держания в сиропе 88—89% сухих веществ Масса кристаллов увеличивается
при эгом до 50—55% Средний размер кристаллов 0,15—0.25 мм. К концу
кристаллизации коэффициент пересыщения пе должен превышать 1,03—1,05.
Общая продолжительность уваривания утфеля ангидридной глюкозы в вакуум-
аппарате 8—10.5 ч Дальнейшее сгущение нецелесообразно, поскольку гусгой
утфель очень медленно уваривается и плохо разделяется на центрифугах

После вакуум-аппарата утфель спускают в кристаллизатор или утфеле-
распределитель, где его температура снижается на 5—б'С, что увеличивает
коэффициент пересыщения межкристального раствора и позволяет уменьшить
его концентрацию до 72—71% сухих веществ. Через 1 ч утфель центрифугируют
Если утфель малоподвижен, его можно разбавить небольшим количеством зе-
леной патоки

Температура утфеля перед центрифугированием пе должна быть ниже 50—
55'С Для того чтобы во время загрузки утфель нс охлаждался и не снижался
эффект разделения, барабан центрифуги прогревают паром или горячей водой.
Отделение зеленой патоки длится 2—3 мин, глюкозу пробеливают около
5 мки дистиллированной водой в количестве 2—3% к массе утфеля и просуши-
вают в центрифуге в течение 2—3 мин

Промывание глюкозы можно производить холодной водой, если белая па-
тока отделяется быстро и имеет температуру не менее 60° С Горячая вода нс
обходима для пведотврашения вторичной кристаллизации глюкозы из меж-
кристального раствора утфеля при центрифугировании

Влажные кристаллы ангидридной глюкозы, выгруженные из центрифуги,
сушат, просеивают и упаковывают. Все растворы возвращают па стадию раст-
ворения кристаллической гидратной глюкозы

Оборудование, применяемое в производстве медицинской глюкозы (после
последней фильтрации), обычно изготовляют из нержавеющей стали

Для поддержания надлежащего санитарного состояния и предотвращения
распространения различных инфекций вследствие возможного развития нежела-
тельной микрофлоры и размножения осмофильных дрожжей все оборудование
производства медицинской глюкозы еженедельно обрабатывают 3%-ным раст-
вором хлорной извести или 2%-ным раствором формалина и тщательно моют.
Кроме того, все оборудование и водяную систему обрабатывают паром в тече-
ние 40—60 мин

5. ПРОИЗВОДСТВО ТЕХНИЧЕСКОМ ГЛЮКОЗЫ

Техническую глюкозу вырабатывают в небольших количествах Сырьем для
ее получения служит картофельный, кукурузный и другой зерповой крахмал,
предназначенный для технических целей или промышленной переработки

Для получения технической глюкозы проводят гидролиз серной кислотой в
заварных чанах или соляной в конвергорах Доза серной кислоты 1,2—2,0%
моногидрата серной кислоты, соляной — 0.5% хлористого водорода по массе
сухих веществ крахмала. Отмеренную суспензию крахмала концентрацией 35—
37% после предварительного подкисления обрабатывают п конверторе при дав-
лении 0,15—0,30 МПа в течение 15—45 мин. Конец осахаривания определяют
по спиртовой пробе на наличие декстринов Отсутствие следов мути свидетель-
ствует о том. что в сиропе пет декстринов В этот момент доброкачественность
сиропа равна 65—75%.

При использовании серной кислоты нейтрализацию проводят мелом, при

Использовании соляной — раствором кальцинированной соды. Взвешенные веще-
ства отделяют фильтрацией. Отфильтрованный сироп выпаривают под разре-
жением и обесцвечивают активным углем или костяной крупкой Активный
уголь дозируют в количестве 0.4—0,5% по массе сухих веществ сиропа Коли-
чество костяной крупки должно составлять 80—100^ по массе вырабатываемой
в сутки глюкозы. Густой сироп, содержащий 54—59% сухих веществ, оконча-
тельно уваривают в вакуум-аппарате до концентрации 75—80%, охлаждают до
температуры 40—45° С, смешивают с затравкой (10% по массе сиропа) и раз-
ливают в деревянные бочки, полиэтиленовые мешки, помещенные в картонные
коробки, специальные формы или другую тару, где утфель постепенно затверде-
вает

Продолжительность и степень затвердевания утфеля зависят от концентра-
ции и доброкачественности уваренного сиропа, количества затравки и темпе-
ратуры, до которой охлаждают сиропы и утфель. Хорошо и быстро затверде-
вают сиропы концентрацией 76—77% при доброкачествен пости 80—82%, ох-
лажденные до внесения затравки до температуры 40° С. После внесения затравки
Сироп тщательно перемешивают в течение 3—4 ч при одновременном охлажде-
нии до температуры 28—30е С.

Для приготовления измельченной технической глюкозы утфень разливают в
металлические формы, вмещающие 30—50 кг продукта, и выдерживают в них
для затвердевания 2—3 сут. Застывший продукт извлекают из форм и склады-
вают в штабеля. Через 6—6 сут после розлива в формы блоки измельчают на
резальной машине и упаковывают в мешки.

4. ПОЛУЧЕНИЕ Г ЛКЖОЗНО-ФРУКТОЗНЫХ СИРОПОВ ИЗ КРАХМАЛА

Сахар и сахаристые продукты имеют важное значение в пи-
тании человека, так как составляют примерно четверть потреб-
ляемых им углеводов. Эти вещества используются так же, как и
сырье, в различных отраслях промышленности и ряде произ-
водств. Из года в год ассортимент их расширяется. Глюкозно-
фруктозные сиропы являются новыми видами сахаристых продук-
тов, вырабатываемых из крахмала.

Фруктоза — самый сладкий сахар, хорошо усваиваемый орга-
низмом без вредпых воздействий или побочных явлений. Если
принять сладость сахарозы за 100%, то сладость фруктозы соста-
вит 173,3, а глюкозы — 74,3%. Растворимость фруктозы в воде
также самая высокая по сравнению с указанными моносахарида-
ми (табл. 101)

Таблица 101. Зависимость растворимости моносахаридов от температуры

Темпера- тура. Сс	Содержанке в растворе. % фруктозы | сахарозы j глюкозы	Темперу	Содержание в растворе, % фруктозы | сахарозы | глюкозы

20	78,5	66,7	47,7	40	84.3	70,1	61,8
30	81,6	68,3	54,6	50	86,9	72,1	70,9

Фруктозосодержащие продукты также обладают повышенной
сладостью и растворимостью.

Частичное превращение глюкозы в родственный ей по строе-
нию моносахарид фруктозу (явление изомеризации) возможно
при длительном воздействии щелочи на холоду или при слабом
нагревании раствора глюкозы.

Изомеризация глюкозы во фруктозу повышает сладость саха-
ристых веществ, получаемых из крахмалсодержащего сырья. Эпи-
448
меризацня происходит через общую для глюкозы, фруктозы 1
манозы енольную форму. Моносахариды в этой форме цеустойчи
вы, и под действием щелочи происходит ее дальнейшее -превраше
ние с образованием пировиноградной, уксусной, муравьиной кис-
лоты и альдегида молочном кислоты.

Кроме процесса эпимеризации в растворах глюкозы происхо-
дит необратимое разложение моносахаридов с образованием вы-
сокомолекулярных окрашенных и гуминовых вешеств. Фруктоза
в растворе менее устойчива, чем глюкоза, и поэтому разлагается
быстрее.

В результате химической изомеризации происходит интенсив-
ное нарастание цветности и образование D-маннозы и D-псико-
зы, обладающих неприятным вкусом. Поэтому процесс щелочной
изомеризации глюкозы связан с применением сложных и дорого-
стоящих способов обесцвечивания и удаления продуктов побоч-
ных реакций и, кроме того, не обеспечивает высокого содержания
фруктозы в растворе. Поэтому этот способ не нашел промышлен-
ного применения.

Известно также, что изомеризация моносахаридов может про-
текать в присутствии биологических катализаторов, действие ко-
торых строго избирательно и почти полностью исключает образо-
вание продуктов разложения сахаров. После открытия микроор-
ганизмов, продуцирующих фермент глюкозоизомеразу, началось
его промышленное использование при получении фруктозы и
фруктозосодержащих продуктов. Ферментативную изомеризацию
проводят таким образом, чтобы химический процесс был сведен к
минимуму. Содержание D-псикозы не должно превышать 0,3% к
сухим веществам раствора.

Глюкозоизомеризующие ферменты термостабильны. Однако
проведение изомеризации растворимыми препаратами имеет ряд
недостатков, так как фермент по окончании реакции остается в
растворе и ухудшает его качество. Удаление фермента при очист-
ке растворов связано с его однократным использованием. .Много-
кратное н непрерывное использование фермента возможно при
закреплении его на клетках мицелия некоторых веществ. При
иммобилизации (закреплении) фермента в качестве носителей
применяют неорганические вещества и различные природные и
синтетические полимерные материалы. Все они должны быть
стойкими, механически прочными, однородными, гидрофильными
и иметь большую удельную поверхность. Ферменты, закреплен-
ные на неорганических носителях, обладают более высокой ста-
бильностью.

Стабильность и активность определяют экономическую эффек-
тивность применения того или иного ферментного препарата. На
глюкозоизомеразу как метал лофер мент активизирующее действие
оказывают ионы магния, а стабилизирующее — ноны кобальта.
Дозировка солей этих металлов зависит от величины pH в сфере
реакции. Чем выше pH, тем меньшее количество солей необхо-
димо.
Для изомеризации глюкозы применяют также ультрафильтра-
цию через мембраны различных полимеров, на которых закреп-
лены ферменты. Для промышленного получения глюкоз но-фру к-
гозных сиропов используют исключительно иммобилизованные
препараты фермента. Глюкозоизомераза, которая используется в
растворах чистой глюкозы и в высокодоброкачественных гидроли-
затах крахмала, должна удовлетворять следующим требованиям:

быть термостойкой при температурах выше 60е С, что необхо-
димо для предотвращения нежелательных микробиологических
процессов, к которым чувствительны продукты гидролиза крах-
мала;

не терять активности при pH ниже 6,5 для уменьшения щелоч-
ной изомеризации глюкозы;

обладать высокой активностью в глюкозосодержащих раство-
рах, имеющих концентрацию не ниже 80% сухих веществ;

не изомеризовать другие моносахариды, содержащиеся в гид-
ролизатах крахмала

При получении глюкозно-фруктозных сиропов доброкачествен-
ность крахмальных гидролизатов должна быть не ниже 94% при
содержании глюкозы в них не менее 92%. Такне гидролизаты
можно получить из крахмала только при участии ферментов.

Если на стадии разжижения крахмала использовать соляную
кислоту, а осахаривание производить глюкоамилазой, то получен-
ные гидролизаты будут иметь необходимую для изомеризации до-
брокачественность, но содержат некоторое количество хлористого
натрия, который придает специфический привкус конечному про-
дукту. Поэтому для изомеризации используют крахмальные гид-
ролизаты, полученные с применением ферментов при разжижении
и осахаривании. Доброкачественность таких гидролизатов 97 —
98%, а содержание глюкозы 95—97%. Жир и азотистые вещества
удаляют из гидролизатов фильтрацией, а ионы кальция и метал-
лов, ингибирующих глюкозоизомеразу, — ионитами.

Отрицательное действие на изомеразу оказывает растворен-
ный в гидролизатах кислород. В присутствии кислорода умень-
шается кратность использования ферментов. Ферментативные
гидролизаты имеют концентрацию 35% сухих веществ, оптималь-
ная же концентрация сиропа, направляемого на изомеризацию,
только 40—45%, так как увеличение вязкости отрицательно ска-
зывается на течение процесса превращения.

После очистки гидролизаты уваривают в вакуум-аппарате с
одновременной дегазацией.

Изомеризацию проводят при многократном использовании
глюкозоизомеразы в иммобилизованной форме. Процесс осущест-
вляют в реакторах периодического и непрерывного действия

Периодический процесс проводят в реакторах большой вме-
стимости (25—120 м3), снабженных метальными механизмами и
устройствами для поддержания постоянной температуры.

Для создания оптимальных условий действия глюкозоизоме-
разы сироп нагревают до температуры 65° С, нейтрализуют до
450
pH 6,5—8,5 и добавляют 0,8—2,0 г MgSCU - 7Н2О на 1 л сиропа
для активизации фермента и, если необходимо, около 0,2 г CoSO^X
Х7Н2О для стабилизации его действия. Ферментный препарат до-
зируют по его глюкозоизомеризующей активности. Для предотвра-
щения попадания кислорода в реактор в его верхнюю часть по-
дают азот. Процесс считают законченным при достижении 42 % -
него содержания фруктозы в сиропе (примерно через 20—24 я).
Фермент отстаивают. Время осаждения фермента из 6-метрового>
слоя сиропа примерно 4 ч. Сироп сливают, осевший фермент
оставляют под слоем сиропа во избежание его контакта с кисло-
родом воздуха и начинают новый цикл.

Обычно фермент используют в иммобилизованной форме в.
течение 20—24 дней.

Для обеспечения непрерывности процесса изомеризации глю-
козы используют колонки различной конструкции с фиксирован-
ным слоем фермента. Во время процесса превращения глюкозы во
фруктозу тщательно следят за реакцией среды и активностью
фермента. При снижении его активности до 30% фермент меняют.
Обычно работает сразу несколько реакторов, соединенных парал-
лельно или последовательно. Такой метод обеспечивает получение
однородного продукта. Затем сироп уваривают до содержания
71—74% сухих веществ.

Для хранения глюкозно-фруктозных сиропов требуются особые'
условия, предотвращающие кристаллизацию глюкозы, увеличе-
ния цветности и инфицирования их. Сиропы сохраняют свои свой-
ства при температуре 29—35° С.

Хорошо сохраняются и транспортируются высокофруктозные
сиропы. В настоящее время вырабатывают сиропы, содержащие
60—90% фруктозы. Одним из известных промышленных способов
получения таких сиропов является создание условий частичной
кристаллизации глюкозы с последующим извлечением ее из сиро-
пов. Этот метод позволяет получать сиропы, содержащие 50—
60% фруктозы. Сиропы с большей концентрацией фруктозы мож-
но получать фракционированием сиропов селективной адсорб-
цией.
ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Растворимость декстрозы (в расчете на безводную)

Темпе- ратура, °C	Вода, %	Декстроза, %	В 100 час- тях воды растворе- но частей декстро- зы (по массе)	Темпе- ратура,	Вода, %	Декст- роза» %	В 100 час- тях воды растворе- но частей декстро- зы (по массе)
0,5	64,8	35,2	54,84	46	33,29	66,41	202,05
1	64,46	35,54	55,76	47	32,21	67,79	212,48
2	63,79	36,21	57,62	48	31,17	68,83	222,90
3	63,12	36,88	59,47	49	30,13	69,87	233,33
4	62,44	37,56	61,32	50	29,09	70,91	243,76
5	61,77	38,23	63,17	51	28,67	71,33	249,06
6	61,10	38,90	65,02	52	28,26	71,74	254,37
7	60,43	39,57	66,87	53	27,84	72,16	259,68
8	59,75	40,25	68,72	54	27,43	72,57	264,99
9	59,08	40,92	70,57	55	27,10	72,90	270,30
10	58,41	41,59	72,42	55,22	26,92	73,08	271,47
11	57,73	42,27	74,28	56	26,65	73,35	275,31
12	57,06	42,94	76,13	57	26,31	73,69	280,24
J3	56,39	43,61	77,98	58	25,96	74,04	285,16
34	55,71	44,29	79,83	59	25,62	74,38	290,09
35	55,04	44,96	81,68	60	25,27	74,73	295,01
36	54,49	45,51	83,66	61	24,93	75,07	299,94
37	53,94	46,06	85,65	62	24,59	75,41	304,86
18	53,38	46,62	87,63	63	24,24	75,76	309,79
19	52,83	47,17	89,61	64	23,90	76,10	314,72
20	52,28	47,72	91,60	64,75	23,64	76,36	318,41
21	51,72	48,28	93,58	66	23,21	76,79	327,80
22	51,17	48,83	95,57	67	22,87	77,13	335,30
22,98	50,63	49,37	97,5	68	22,53	77,47	342,82
24	49,91	50,09	100,56	69	22,18	77,82	350,33
25	49,20	50,80	103,55	70,2	21,77	78,23	359,34
26	48,49	51,51	106,53	71	21,52	78,48	365,62
27	47,78	52,22	109,52	72	21,20	78,80	373,48
28,07	47,01	52,99	112,72	73	20,88	79,12	381,33
29	46,22	53,78	316,44	74	20,57	79,43	389,19
30	45,36	54,64	120,46	75	20,25	79,75	397,04
31	44,68	55,32	124,00	76	19,94	80,06	404,89
32	44,01	55,99	127,55	77	19,62	80,38	412,75
33	43,24	56,76	131,10	78	19,30	80,70	420,60
34	42,66	57,34	134,65	79	18,99	81,01	428,46
35	41,98	58,02	138,20	80	18,67	81,33	436,31
36	41,22	58,78	142,09	80,5	18,51	81,49	440,24
37	40,46	59,54	147,78	81	18,35	82,65	446,16
38	39,70	60,30	152,57	82	18,01	81,99	458,00
39	38,94	61,06	157,36	83	17,68	82,32	469,85
40	38,17	61,83	162,14	84	17,35	82,65	481,70
40,4	37,87	62,13	164,06	85	17,02	82,98	493,55
41	37,48	62,62	166,86	86	16,69	83,31	505,39
41,45	37,18	62,82	168,96	87	16,36	83,64	517,24
42	36,73	63,27	172,46	88	16,03	83,97	529,08
43	35,92	64,08	178,84	89	15,60	84,30	540,93
44	35,11	64,89	185,22	90	15,37	84,63	552,77
45	34,29	65,71	191,63	90,8	15,1	84,9	562,25
Концент-
рация,

О

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

.14

.15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

.0	.1	.2	,3	,4	,5	,6	,7	,8

.9

0,00 0,11 0,21 0,32
1,06 1,17 1,28 1,39
2,13 2,23 2,34 2,44
3,17 3,28 3,39 3,50
4,26 4,37 4,48 4,59
5,38 5,49 5,59 5,70

6,44 6,55 6,66 6,77

7,51 7,61 7,71 7,81
8,51 8,61 8,71 8,81

9,52 9,62 9,72 9,82
10,53 10,62 10,72 10,82
11,50 11,60 11,70 11,79

12,44 12,54 12,53 12,73
13,41 13,51 13,61 13,71
14,40 14,50 14,60 14,70

15,39 15,49 15,59 15,69
16,38 16,48 16,59 16,69
17,39 17,49 17,58 17,68

18,36 18,46 18,56 18,65
19,30 19,41 19,53 19,65

20,43 20,53 20,64 20,75
21,62 21,65 21,98 21,91

22,82 22,93 23,03 23,14
23,87 24,00 24,12 24,25

25,14 25,24 25,34 25,45
26,18 26,30 26,41 26,53
27,37 27,49 27,61 27,73
28,58 28,69 28,79 28,90
29,64 29,77 29,89 30,01

30,90 31,01 31,11 31,22

31,95 32,08 32,20 32,33
33,22 33,33 33,44 33,55
34,32 34,45 34,57 34,70
35,59 35,73 35,88 36,02
37,02 37,15 37,28 37,41
38,32 38,48 38,63 38,79

39.88 40,01 40,14 40,27
41,18 41,31 41,44 41,57
42,48 42,63 42,78 42,94
44,00 44,13 44,25 44,38
45,25 45,38 45,50 45,63
46,50 46,53 46,75 46,88

47,83 —	—	—

0,43	0,53	0,64	0,74	0,85

1,49	1,60	1,70	1,81	1,92

2,55	2,65	2,76	2,85	2,95

3,61	3,72	3,83	3,93	4,04

4,71	4,82	4,93	5,04	5,16

5,81	5,91	6,02	6,13	6,23

6,87	6,98	7,08	7,19	7,30

7,91	8,01	8,11	8,21	8,31

8,91	9,01	9,11	9,22	9,32

9,92	10,02	10,12	10,22	10,32

10,92	11,01	11,11	11,21	11,31

11,88	11,97	12,06	12,16	12,25

12,83	12,93	13,02	13,12	13,22

13,81	13,91	14,01	14,11	14,21

14,80	14,90	15,0	15,10	15,20

15,79	15,89	15,99	16,09	16,19

16,79	16,89	16,99	17,09	17,19

17.78	17,88	17,98	18,09	18,18

18,74	18,83	18,93	19,02	19,11

19,77	19,86	19,97	20,08	20,20

20,86	20,97	21,08	21,19	21,30

22,04	22,17	22,30	22,43	22,56

23,24	23,35	23,45	23,56	23,66

24,37	24,50	24,63	24,75	24,88

25,55	25,66	25,76	25,87	25,97

26,65	26,77	26,88	27,00	27,12

27,85	27,98	28,10	28,22	28,34

29,00	29,11	29,22	29,32	29,43

30,14	30,27	30,40	30,55	30,65

31,32	31,43	31,53	31,64	31,74

32,46	32,59	32,72	32,84	32,97

33,66	33,77	33,88	33,99	34,10

34,83	34,96	35,08	35,21	35,34

36,16	36,31	36,45	36,59	36,73

37,54	37,67	37,80	37,93	38,06

38,94	39,10	39,26	39,41	39,57

40,40	40,53	40,66	40,79	40,92

41,70	41,83	41,96	42,09	42,22

43,09	43,24	43,39	43,54	43,70

44,50	44,63	44,75	44,88	45,00

45,75	45,88	46,00	46,13	46,25

47,00	47,13	47,25	47,38	47,60

0,96
2,02

3,07
4,15

5,27
6,34

7,40

8,41

9,42

10,43
11,41
12,35

13,32
14,31

15,30
16,29
17,29
18,27

19,21
20,31
21,41
22,69

23,77
25,00

26,08
27,23

28,46
29,53
30,77
31,84

33,09
34,21

35,46
36,88

39,19
39,72

41,05
42,35
43,85

45,13
46,38
47,77
Концент-
рация»

2

о
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20
21

22
23

24
25

26
27

28

. 29
30

31

32
33

34-
35
36

37

.. 38
39
’40
41
42
43

44
45

46.

0,00 0,10 0,20 0,30
0,99 1,09 1,19 1,29
2,00 2,10 2,20 2,30
3,02 3,12 3,22 3,32
4,06 4,16 4,26 4,36
5,10 5,20 5,31 5,42
6,16 6,27 6,37 6,48
7,22 7,33 7,43 7,54
8,29 8,40 8,50 8,61
9,37 9,48 9,59 9,70
10,45 Ю.56 10,67 Ю,78
11,54 11,65 Н,76 11,87
12,62 12,73 12,84 12,95
13,72 13,83 13,94 14,05
14,82 14,93 15,04 15,15
15,92 16,03 16,14 16,26
17,04 17,15 17,26 17,38
18,16 18,28 18,39 18,50
19,29 19,40 19,52 19,62
20,42 20,54 20,65 20,76
21,57 21,68 21,79 21,90
22,70 22,82 22,94 23,05
23,87 23,99 24,10 24,21
25,03 25,15 25,26 25,38
26,20 26,32 26,43 26,55
27,38 27,50 27,61 27,73
28,56 28,68 28,80 28,92
29,75 29,87 29,99 30,12
30,95 31,08 31,19 31,32
32,16 32,29 32,40 32,53
33,37 33,49 33,62 33,74
34,61 34,73 34',85 34,98
35,85 35,98 36,10 36,22
37,10 37,23 37,35 37,48
38,35 38,48 38,61 38,74
39,63 39,76 39,88 40,01
40,90 41,03 41,15 41,28
42,19 42,32 42,44 42,58
43,48 43,61 43,74 43,87
44’,79 44,93 45,05 45,18
46,10 46,24 46,37 46,51
47,44- 47,58 47,71 47,85
48,78 48,91 49,04 49,17
50,12 50,26 50,39 50,53
51,49 51,62 51,77 5Г.90
52,86 63,00 53,14 53,27
54,24 54,39 54,52 54,66

0,40	0,49	0,59	0,69	0,79

1,40	1,50	1,60	1,70	1,80

2,41	2,51	2,61	2,71	2,82

3,43	3,54	3,64	3,75	3,85

4 47	4,58	4,68	4,79	4,89

5,53	5,63	5,73	5,84	5,95

6,59	6,69	6,80	6,90	7,01

7,64	7,75	7,86	7,97	8,08

8,72	8,83	8,94	9,05	9,15

9,81	9,91	Ю,02	Ю,13	10,24

10,89	И,00	Н,Ю	11,21	И,32

11,97	12,07	12,18	12,29	12,40

13,06	13,17	13,28	13,39	13,50

14,16	14,28	14,38	14,49	14,60

15,26	15,37	15,48	15,59	15,69

16,37	16,48	16,58	16,70	16,81

17,59	17,60	17,71	17,82	17,93

18,62	18,73	18,84	18,95	19,07

19,74	19,85	19,97	20,08	20,19

20,87	20,99	21,11	21,23	21,33

22 02	22,14	22,25	22,36	22,48

23*17	23,29	23,40	23,52	23,63

24,33	24,45	24,56	24,68	24,80

25,50	25,61	25,72	25,84	25,96

26,67	26,79	26,90	27,02	27,14

27,85	27,97	28,09	28,20	28,32

29,04	29,15	29,27	29,39	29,51

30,23	30,35	30,48	30,60	30,72

31,43	31,54	31,68	31,77	31,92

32,64	32,77	32,89	33,01	33,13

33,88	34,00	34,12	34,24	34,36

35 10	35,23	35,36	35,47	35,60

36,34	36,47	36,60	36,72	36,85

37,59	37,72	37,86	37,98	38,10

38,86	38,99	39,12	39,24	39,37

40,13	40,26	40,39	40,52	40,64

41,41	41,54	41,67	41,79	41,93

42,70	42,84	42,96	43,10	43,22

44,00	44,13	44,27	44,39	44,53

45 31	45,44	45,58	45,70	45,84

46,63	46,77	46,91	47,03	47,17

47,98	48,10	48,24	48,37	48,51

49,31	49,45	49,58	49,71	49,85

50,66	50,80	50,93	51,08	51,22

52,04	52,17	52,31	62,45	52,59

53,41	53,55	53,69	53,82	53,97

54,80	—	—	—	—

0,89
1,90
2,92
3,95
5.00

6,06

7,12

8,18
9,26

10,35
11,43
12,51
13,62
14,71
15,80
16,92
18,05
19,19
20,31
21,45
22,59
23,75
24,91
26,08
27,26
28,43
29,63
30,83
32,04
33,35
34,48
35,72
36,97
38,22
39,49
40,77
42,05
43,35
44,66
45,98
47,30
48,64
49,99
51,35
52,72
54,10

• Составил С- Ф. Кравченко.
Концент- рация,	,0	,1	,2	.3	,4	,б	,6	,7	.8	,9
0	0,00	0,11	0,21	0,32	0,42	0,53	0,64	0,74	0,85	0,95
1	1,06	1,16	1,27	1,38	1,48	1,59	1,69	1,80	1,90	2,00
2	2,11	2,21	2,32	2,42	2,52	2,62	2,73	2,83	2,93	3,03
3	'3,14	3,24	3,35	3,45	3,56	3,67	3,77	3,88	3,98	4,09
4	4,19	4,30	4,41	4,52	4,63	4,74	4,84	4,95	5,06	5,17
5	5,28	5,38	5,48	5,58	5,68	5,79	5,89	5,99	6,09	6,19
6	6,30	6,40	6,50	6,60	6,70	6,80	6,90	7,00	7,10	7,21
7	7,31	7,41	7,49	7,59	7,68	7,77	7,85	7,95	8,05	8,15
8	8,25	8,34	8,44	8,53	8,62	8,72	8,81	8-, 90	9,00	9,09
9	9,19	9,28	9,37	9,47	9,56	9,65	9,75	9,84	9,93	10,03
ЛО	10,12	10,21	10,30	10,39	10,48	10,57	10,66	10,75	10,84	10,93
11	11,02	11,10	11,18	11,27	11,35	11,44	11,52	11,61	11,69	11,78
12	11,86	11,95	12,04	12,13	12,21	12,30	12,39	12,48	12,57	12,65
13	12,74	12,83	12,92	13,01	13,10	13,19	13,27	13,36	13,45	13,54
14	13,63	13,71	13,80	13,89	13,98	14,07	14,15	14,24	14,33	14,42
15	14,50	14,59	14,68	14,77	14,85	14,94	15,03	15,11	15,20	15,29
16	15,37	15,46	15,55	15,64	15,73	15,82	15,90	15,99	16,08	16,17
17	16,26	16,34	16,43	16,51	16,59	16,68	16,76	16,84	16,93	17,01
18	17,09	17,17	17,25	17,33	17,41	17,49	17,51	17,65	17,73	17,81
19	17,89	17,99	18,09	18,19	18,27	18,37	18,47	18,56	18,66	18,75
20	18,85	18,94	19,04	19,13	19,22	19,32	19,41	19,50	19,60	19,69
21	19,78	19,89	20,01	20,12	20,23	20,34	20,45	20,56	20,67	20,78
22	20,89	20,98	21,07	21,15	21,24	21,33	21,41	21,50	21,59	21,68
23	21,76	21,87	21,97	22,08	22,18	22,29	22,39	22,50	22,60	22,71
24	22,82	22,90	22,99	23,07	23,16	23,24	23,33	23,41	23,42	23,58
25	23,67	23,77	23,86	23,96	24,06	24,16	24,25	24,35	24,45	24,54
26	24,64	24,74	24,84	24,94	25,03	25,13	25,23	25,33	25,43	25,53
•27	25,62	25,71	25,79	25,88	25,96	26,04	26,13	26,21	26,29	26,38
28	26,46	26,56	26,66	26,76	26,86	26,97	27,07	27,17	27,27	27,38
29	27,47	27,55	27,63	27,71	27,79	27,88	27-,96	28,04	28,12	28,20
30	28,28	28,38	28,48	28,58	28,68	28,78	28,88	28,98	29,08	29,18
-31	29,28	29,37	29,45	29,53	29,62	29,70	29-, 79	29,87	29,95	30,04
<32	30,12	30,22	30,32	30,42	30,62	30,61	30,71	30,81	30,91	31,01
•33	31,10	31,21	31,33	31,44	31,55	31,66	31,77	31,88	31,99	32,10
54	32,22	32,31	32,41	32,51	32,61	32,71	32,81	32,91	33-,01	33,11
55	33,20	33,32	33,44	33,56	33,68	33,80	33,92	34,04	34,16	34,28
56	34,40	34,50	34,60	34,69	34,79	34,89	34,99	35,08	35,18	35,28
57	35,37	35,47	35,57	35,66	35,76	35,85	35,95	36-,04	36,14	36,24
58	36,33	36,45	36,56	36,67	36,79	36,90	37,01	37,13	37,24	37,36
39	37,47	37,56	37,65	37,74	37,85	37,92	33,01	38-, 10	33,19	38,28
•40	38,37	38,45	38,54	38,63	38,72	38,81	38,90	33,99	39,08	39,16
41	39,25	39,33	39,41	39,45	39,56	39,64	39,72	39,80	39,87	39,95
42	40,03		—	—	.—	—	—	—		
Концент- рация,	.0	,1	,2	.3	,4	,5	,6	,7	.8	.S
0	0,00	0,10	0,20	0,30	0,40	0,49	0,59	0,69	0,79	0,89
1	0,99	1,09	1,19	1,29	1,39	1,49	1,59	1,69	1,79	1,89
2	1,99	2,09	2,19	2,29	2,39	2,49	2,59	2,69	2,79	2,89
3	2,99	3,09	3,19	3,29	3,39	3,50	3,60	3,70	3,80	3,90
4	4,00	4,10	4,20	4,30	4,40	4,51	4,61	4,71	4,81	4,91
5	5,01	5,11	5,21	5,32	5,42	5,52	5,62	5,72	5,83	5,93
6	6,03	6,13	6,23	6,33	6,43	6,53	6,64	6,74	6,84	6,94
7	7,04	7,14	7,24	7,34	7,44	7,54	7,65	7,75	7,85	7,95
8	8,05	8,15	8,25	8,35	8,45	8,55	8,66	8.76	8,86	8,96
9	9,06	9,16	9,26	9,36	9,46	9,56	9,67	9,77	9,87	9,97
10	10,07	10,17	10,27	10,37	10,47	10,57	10,67	10,77	10,87	10,97
11	11,07	11,17	11,27	11,37	11,47	11,56	11,66	11,76	11,86	11,96
12	12,06	12,16	12,26	12,36	12,46	12,56	12,66	12,76	12,86	12,96
13	13,06	13,16	13,26	13,36	13,46	13,56	13,65	13,75	13,85	13,95
14	14,05	14,15	14,25	14,34	14,44	14,54	14,64	14,74	14,83	14,93
15	15,03	15,13	15,23	15,33	15,43	15,53	15,62	15,72	15,82	15,92
16	16,02	16,12	16,22	16,32	16,42	16,52	16,61	16,71	16,81	16,91
17	17,01	17,11	17,21	17,30	17,40	17,50	17,60	17,70	17,79	17,89
18	17,99	18,09	18,19	18,28	18,38	18,48	18,58	18,68	18,77	18,87
19	18,97	19,07	19,17	19,26	19,36	19,46	19,56	19,66	19,75	19,85
20	19,95	20,05	20,14	20,24	20,34	20,44	20,53	20,63	20,73	20,82
21	20,92	21,02	21,12	21,21	21,31	21,41	21,51	21,61	21,70	21,80
22	21,90	22,00	22,09	22,19	22,29	22,39	22,48	22,58	22,68	22,77
23	22,87	22,97	23,06	23,16	23,26	23,35	23,45	23,55	23,65	23,74
24	23,84	23,94	24,03	24,13	24,23	24,33	24,42	24,52	24,62	24,71
25	24,81	24,91	25,00	25,10	25.19	25,29	25,39	25,48	25,58	25,67
26	25,77	25,87	25,96	26,06	26,16	26,25	26,35	26,45	26,54	26,64
27	26,74	26,84	26,93	27,03	27,12	27,22	27,32	27,41	27,51	27,60
28	27,70	27,80	27,89	27,99	28,08	28,18	28,28	28,37	28,47	28,56
29	28,66	28,76	28,85	28,95	29,04	29,14	29,23	39,33	29,42	29,52
30	29,61	29,71	29,81	29,90	30,00	30,10	30,19	30,29	30,39	30,48
31	30,58	30,68	30,77	30,87	30,96	31,06	31,16	31,25	31,35	 31,44
32	31,54	31,64	31,73	31,83	31,92	32,02	32,12	32,21	32,31	32,40
33	32,50	32,60	32,69	32,79	32,88	32,98	33,08	33,17	33,27	33,36
34	33,46	33,56	33,65	33,75	33,84	33,94	34,04	34,13	34,23	34,32
35	34,42	34,62	34,61	34,71	34,80	34,90	34,99	35,09	35,18	35,28
36	35,37	35,47	35,56	35,66	35,75	35,85	35,95	36,04	36,14	36,23
37	36,33	36,43	36,52	36,62	36,71	36,81	36,90	37,00	37,09	37,19
38	37,28	37,38	37,47	37,57	37,66	37,76	37,86	37,95	38,05	38,14
39	38,24	38,34	38,43	38,62	38,62	38,71	38,81	38,90	39,00	39,10
40	39,19	39,29	39,38	39,48	39,57	39,67	39,77	39,86	39,96	40,05
Продолжение приложения 5.

Концент- рация,	.0	,1	.2	.3	.4	,5	,6	,7	.8	.9
41	40,15	40,25	40,34	40,44	40,53	40,62	40,72	40,81	40,91	41,00
42	41,10	41,19	41,29	41,38	41,48	41,57	41,67	41,76	41,86	41,96
43	42,05	42,15	42,24	42,34	42,43	42,53	42,63	42,72	42,82	42,91
44	43,01	43,10	43,20	43,29	43,39	43,48	43,58	43,67	43,77	43,86
45	43,96	44,05	44,15	44,24	44,34	44,43	44,53	44,62	44,72	44,81
46	44,91	45,00	45,10	45,19	45,29	—	—	—	—	—

• Составил С. Ф. Кравченко.
Список рекомендуемой литературы

Архипович Н. А. Общая технология сахаристых веществ. — Киев.
В ища школа, 1970.—519 с.

Азрилевич М. Я., Курочицкий Ч. К. Фильтровальные установки в
крахмало-паточной промышленности — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1975.—36 с.

Голик М. Г. Научные основы хранения и обработки кукурузы. — М.:
АН СССР, 1961. —348 с.

Г у л ю к Н. Г., Сидорова Е. К. Применение адсорбентов в крахмало-
паточной промышленности — М: ЦНИИТЭИпищепром. Обз. информация, 1978 —
39 с.

Казаков Е. Д. Зерноведение с основами растениеводства. — М.: Колос,
1973. — 288 с.

Козьмина Н. П. Биохимия зерна и продуктов его переработки. М.:
Колос, 1976—374 с.

В. Г. Костенко, А. Е. Овчинников, В. М. Горбатов. — Произ-
водство крахмала. — М.: Пищевая промышленность, 1975. — 207 с,

К р е т о в и ч В. Л. Основы биохимии растений. — 4-е изд., перераб. и
доп. — М.: Высшая школа. 1971. — 464 с.

Л а дур Т. А Производство сахаристых продуктов из крахмалсодержаще-
го сырья с применением ферментов. — М.: ЦНИИТЭИпищепром. Обз. информа-
ция, 1978. — 35 с.

Л а д у р Т А., Г у л ю к Н. Г., Пучкова Т С. Производство и при-
менение фрухтозы н фруктозосодержащих сиропов. — М.: ЦНИИТЭИпище-
пром Обз. информация, 1977. — 39 с.

Матов Б. М. Флотация в пишевой промышленности. — М.: Пищевая
промышленность, 1976. — 166 с.

Метл иц кий Л. В., Гусев С. А„ Тех тони ди И. П. Основы биохимии
И технология хранения картофеля. — М.: Колос, 1972. — 206 с.

Морозов И. С. Кукурузное масло. — М.: Пищепромиздат, 1964. — 94 с.

Правила по технике безопасности и производственной сани-
тарии для крахмало-паточной промышленности. М.: Министерство пищевой про-
мышленности СССР. 1974. — 164 с.

Прессы пищевых и кормовых произ вод ств/под ред. А Я. Соколова. — М.:
Машиностроение, 1973. — 288 с.

Проектирование предприятий крахмало-паточной промышленности/
[Н. Н. Трегубов, И. И. Балантер, Б. К. Бешенцев, М. М. Грязнов]. — М.: Пище-
промиздат, 1959. —315 с.

Рихтер М., Аугустат 3., Ширбаум Ф. Избранные методы иссле-
дования крахмала: переводе немецкого (под ред. Н. П. Козьминой и В. С. Грю-
нера).— М.: Пищевая промышленность, 1975.— 183 с.
Сапронов А. Р., Жушман А И., Лосева В. А. Общая техноло-
гия сахара и сахаристых веществ. — М.. Пищевая промышленность, 1979.—
464 с.

Сидорова Е. К., Лукин Н Д. Получение глюкозных продуктов ме-
тодом распыления. — М.: ЦНИИТЭИпишепром. Обз. информация, 1976. — 27 с.

1 Сидорова Е. К-, Лукин Н. Д. Получение и применение сухих про-
дуктов гидролиза крахмала. — М.: ЦНИНТЭИпищепром, 1972 — 39 с.

Сидорова Е. К, Соловьев И. Д. Непрерывные осахариватели крах-
мала и их автоматизация. — М_, ЦНИИТЭИпишепром, 19.0. — 43 с.

Справочник по крахмало-паточному производству/под ред. Е. А. Штыр-
ковой и М. Г. Губина —AL: Пг-шстая промышленность, 1978. — 431 с.

Степаненко Б. Н Углеводы. Успехи в изучении строения и метабо-
лизма. -М.: ВИНИТИ, 1969 —300 с.

Степаненко Б. Н. Химия и биохимия углеводов. — М.: Высшая школа.
Моносахариды. 1977. — 223 с., Полисахариды.— 1978—256 с.

Технология крахмала и крахмалопродуктов/[Н. Н. Трегубов,
Б. К. Бычков, Б. А. Векслер и др.]; под ред. Н. Н Трегубова. — 4-е изд, пере-
раб. и доп.— М.: Пищевая промышленность. 1970. — 572 с.

Трегубов Н. Н. Еще раз о качестве кукурузного зерна. — Сахарная
промышленность, 1964, № 5. с 69—71.

Трегубов Н. Н. О новой технологии сырого кукурузного крахмала —
Сахарная промышленность, 1965, № 5, с, 64—68.

Трегубов Н. Н. Милютин А. А. Технология крахмала. — М.: Пи-
щевая промышленность, 1965,— 410 с.

Трегубов Н. Н., Т р е г у б о в а М. М. Технохимический контроль крах-
мало-паточного производства. — М.: Пищевая промышленность, 1974. -216 с.

Химия и технология крахмала,/Промышленные вопросы под ред. Р. Уист-
лера и Ф. Пашаля. перевод с английского/под ред. Н. Н. Трегубова. — М.: Пи-
щевая промышленность,! 975 . — 360 с.

Хворова Л. С. Производство ангидридной глюкозы. Обз информация —
М.: ЦНИНТЭИпищепром, 1974.— 31 с.

Химия углеводов/[Н. А. Кочетков, А. Ф. Бочков, Б. А. Дмитриев
и др.] —М.: Химия, 1967 —672 с.

Хими.ческий состав пищевых продуктов/под ред. М. Ф. Нестерина и
И. М. Скурихина. — М.: Пищевая промышленность, 1979.—247 с.

Хон и мен Дж. Успехи химии целлюлозы и крахмала: перевод с англий-
ского/под ред. 3. А. Роговина. — М.: ИЛ, 1962. — 443 с.

Шамборант Г. Г. Технологическое оборудование предприятий крах-
мало-паточной промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1974.—207 с.

Glucose Syrups and related corbohydrates. Под ред. G. G. Birch,
L. F. Grun, С. B. Coulson — Amsterdam—London—New York: Elsevier publiching
Company Ltd, 1970—118 c,

Hollo’ J., S z e j 11 i J., Die Saurehydrolyse der Starke — Berlin: Academic
Verlag, 1966—118 c.

Kodet J. Upravene Skroby a derivaty Skrobii — Praha: Caz—Vupp Stredisko
technickych informaci potravinarskeno prymislu, 1973—143 c.

Radley I. A. Starch and its derivates. — London: Chapman and Hall Ltd.
1968—558 c.
Radley I, А. (редактор). Starch production technology — London: Applied
science publischers Ltd.. 1976—587 c.

Radley L A. Industrial uses of starch and its derivatives — London: Appli-
ed Science Publischers Ltd., 1976—268 c.

Richter M., Augustat S., Schierbaum F. Ausgewalte Metoden
rder Starkechemie — Leipzig: VEB Fachbuch Verlag, 1968—208 s.

Seidemann J. Starke—Atlass. — Berlin—Gamburg: Paul Parev, 1966—
360 s.

Skrobia [B. Nowicki F. Nowotny, M. Palasinski E. и др.], под ред. F. No-
wotnego —Warszava: Wydawnictwa naukowotechniczne, 1969—306 c.

Starch:Chemistry and Technology. Edited by R. Whistler and
F. Paschall. — New York and London: Academic Press.

Volume I — Fundamental Aspects, 1965—721 s.

Volume 11-—Industrial Aspects, 1967—733 s.

Ulmann M. Die Starke Bibliographie der Weltliteratur. — Berlin: Acade-
mic Verlage, 1967—1968, Вып. 1—14.
ПРЕДМЕТНЫЙ указатель

Абсорберы 161

Азотистые вещества

картофеля 35—36

кукурузы 121

Активный уголь — см. Вспомогатель-

ные материалы

Амилоза 24—27

Амилолитические ферменты 324—325

Амилопектин 24—27

Ареометр

определение концентрации 3

---- патоки 359—360

Аэронасосы 275—276

Бураты

призматический 272—273

центробежный 273

— ЗЦ-1Б 273—274

Бурты картофельные 43—44

Белки

картофеля 35

кукурузы 121

Барометрическая вода 351—352

Барометрический конденсатор 251,
351

Вакуум-аппарат 353—354, 359
Вакуум-сборники — см. Ресиверы
Вакуум-фильтры
схема двукратного промывания
крахмала 208—210
устройство и принцип действия
206—208
фильтрование сиропов с микропо-
дачей иожа 343
«Взбитого теста» способ 255—256
Весы автоматические 53—55
Вода, требования к качеству 217
Водоотделитель 49—50
Водоснабжение производства
картофелекрахмального 93—95
кукурузокрахмальиого 217

Вспомогательные материалы
диатомит 340—341, 378, 424
иониты 348—350
кизельгур 246
кислота соляная 216, 305, 378,
424
натрий уксуснокислый 378
натрия гидросульфит 378
•перлит 341, 378
пилки терочные 60
сера техническая (комовая) 216
сода кальцинированная 378. 424
— каустическая 216, 253, 378

ткани фильтровальные 216, 378,
424

уголь активный 346—347

--гранулированный 347

— осветляющий 378, 424

Выпарные аппараты

для глюкозных сиропов 399—400

— паточных сиропов 350—358

Выход крахмала 12

Вязкость

глюкозных растворов 404

— сиропов при кристаллизации
глюкозы 411

утфелей 405

Гидрант 48

Гидрол 425—426

Гидролиз крахмала

в конверторе 330

в непрерывном осахаривателе 331

кислотный 312—322

теория 312—326

ферментативный 322—326

характеристика реакции 23

Гидротранспортер 47—48

Гидроциклоны

для выделения зародыша 170—172

---минеральных примесей 163—
164

---песка 83—84

— промывания суспензий 81—83

микроциклоны 81

станция СТ-4М 81—83

Глюкоза

ангидридная 387, 446—447

гидратная 386, 390—426

качество 382

кристаллическая

— виды кристаллов 405—407

— гидролиз крахмала 393—396

—	кристаллизация 1 продукта
414—417

---П продукта 423

—	-нейтрализация I продукта 414

-	—нейтрализация П продукта
397

—	обесцвечивание сиропов 398—
399

•	—охлаждение сиропов 400

—	очистка сиропов 397—398

—	переработка оттеков 423

	— подготовка крахмала 393

—	рассев 422

—	сушка 420—422

—	уваривание II продукта 423

---сиропов 400

—	ферментативный способ 441
— фильтрование сиропов 397—398
— центрифугирование I продукта
417—420
-----II продукта 424
медицинская 445—44b
нишевая 438—443
сушка 420—422
просеивание 422
храпение 422—423

техническая 383—384, 447—448
физико-химические свойства 384—
389

форма кристаллов глюкозы
-----—ангидридной 387

-----гидратной 386—387, 405—
406

Г.чюкозно-фру ктозные сиропы — см.
Сиропы

Глютен
концентрирование 195—199
определение 14, 139
состав 195

Гранулированные угли — см. Вспо-
могательные материалы

Декстрин

качество 310

декстринизация 303—304
охлаждение 308—309
подкисление 305—306
термическая обработка 306—308
увлажнение 309

Декстринизатор

непрерывного действия 307—4108
периодического действия 306—
308

Денатурация белка 393

Диатомит — см. Вспомогательные
материалы

Диффузионная батарея 156

Дробилки для замоченного зерна
марки ЗД2-Д-250 166—167
— РЗ-ПДК-100 167—168

Желтый сахар 423—124

Жиро-белковый осадок, отделение
338—339

Жироотделителп
сепаратор 339
скиммер 339

Жмых
масличность 245
получение 244—245

Загрузка чанов 152, 155

Замачивание зерна
основные показатели 157—158
способ диффузионный 154

— стационарный 153
Зародыш кукурузный
выделение 170—172
измельчение 242—243
очистка 242

прессование 244—245

состав 241

сушка 240—241

тепловая обработка мятки и жмы-
ха 243—244

Измельчающие машины

для картофеля 55—62

— кукурузы 177—179

Иониты — см. Вспомогательные мате-

риалы

Камнеловушки 48, 49

Картофелемойки 50—53

Картофелетерки 56—62

Картофель

болезни 37

качество 41

культура 30—31

сорта 37

строение и химический состав-

клубней 31

хранение 42

Кизелы ур — см	Вспомогательные

материалы

Кислота сернистая

приготовление 159—162

свойства 159

Клейстеризация 21—22

Клерование 424

Клеточный сок

состав 62—63, 92—93

удаление 62—64

утилизация 90—93

Конверторы 330—331, 393

Компрессор 305

Корм

картофельный

—	состав 90—93

—	сухой 93

—	сырой 90—93

кукурузный

—	состав 219—222

—	сухой 237

—	сушка 228—233

—	сырой 221

Крахмал

взаимодействие с водой 21—22

влияние температуры 21—22

гидролиз 23

картофельный 17

кукурузный 17

применение 6

примеси 29
пшеничный 18

рисовый 19

свойства клейстеров 21—22
сорговый 19

строение зерен 17—20
модифицированный
— ацетилированный 300—301
— для бурения 296
— желирующий 293—296
— замещенный 290
— фосфатный 298—300
— набухающий 296—298
— обработанный кислотой 291—
293

—	окспалкилкрахмал 301
— окисленный 293—296
— основные положения 289—291
— расщепленный 291—298
сухой

—	механическое обезвоживание
259—265

—	подготовка сырья 258—259

—	рассев 271—974

—	сушка 265—271

—	требования к качеству 276—ЧП
— упаковка 276
— хранение 276
сырой картофельный

----продуктовый расчет 104—
113

----технологическая схема 95
----требования к качеству 87
----хранение 81—90
— кукурузный

----замачивание зерна 142—151
----замкнутая схема 141—142
----измельчение зерна 177—180
----короткозамкнутая схема
215—216

— — механическое обезвоживание
259—265

----незамкнутая (открытая) схе-
ма 140—141

----отделение крупки 176

----отделение п промывание мез-
ги 181—183

----промывание крахмала 205—
210

----рафинирование суспензии
181. 187 -188

----сепараторные станции 199—
205

— сушка 265—271

физические свойства 20—21

Крахмало-паточная промышленность
развитие 7. 8
современное состояние 8—10
картофелекрахмальный завод 10—
12
кукурузокрахмальпый завод 12—

Крахмалонродукты 5—6

Крахмальное молоко

определение 11

сепарирование 199—204

Кристаллизаторы. 415—417

Кукуруза

болезни 122—123

качество зерна 124

культура 114—116

подвиды 116

приемка и учет 123

свойства 124—127

строение и состав зерна 118—122

храпение 128

Ловх шкн

для газовоздушной смеси 351

— отделения мелких частиц сиро-

па 352

— улавливания крахмала

------лотковые 86

------подземные 86

Мальтоза 24, 313, 324,365

Мартана способ 253—255

Масло кукурузное

жарение измельченного жмыха и
мятки 243—244

измельчение жмыха и зародыша
242—243

отделение взвешенных частиц и
осыпи 246

очистка зародыша 242
прессование зародыша 244—245
сушка зародыша 240—241
технологическая схема 238—239
требования к качеству 247
фильтрационная очистка 246

Мезга

картофельная

—	обезвоживание 72—73

—	определение 11

—	промывание 65—72
кукурузная

—	обезвоживание 224—226

—	определение 14

—	промывание 180—183

Мерники крахмального молока 263,
329

Моносахариды

свойства 386—389

строение 384

Мойка картофеля
комбинированная 50—53
формойка 50

Мутаротация 386

Насос для смеси воды п картофеля
48—49

Нейтрализаторы 333, 336—338
Обезвоживание

глютена 226—228

мезги 224—228

Оксиметилфурфурол 316, 388

Олигосахариды 312

Осахариватсли

ДДС-Кройер 334—336

НОК 332—333

Патока

высокоосахаренная 368—369
вязкость 360, 373

гидролиз крахмала 330—335
декстрипо-мальтозная 368—371
мальтозная 365—367
пизкоосахаренная 367—368
обесцвечивание сиропа 346—350
переработка промывных вод 362—
363

состав 373

требования к качеству 371—373
уваривание сиропа 358—359
выпаривание сиропа 350 -358
ферментативный гидролиз 366,

фильтрация сиропа 340—345
хранение 361—362

Пар

вторичный 351

ретурный 351

соковый 250

экстра-пар 250

Перлит — см Вспомогательные мате-
риалы

Поглотительные башни для диоксида
серы — см. Абсорберы

Подкисление сухого крахмала 305
Полисахариды 23

Прессы

для мезги картофельной 72—73
-----кукурузкой 224—225
— зародыша -244—245

Пшеница

культура 135

строение и состав зерна 135—136
технология пшеничного крахмала
253—256

Размывном чаи 80

Рассев плоский 274—275

Реверсая глюкозы 314—316

Ретроградация 21—22

Рис

состав и свойства зерна 137
технология рисового крахмала
256-258

Саго искусственное
оборудование 285

технологическая схема 282
требования к качеству 288

Салфетомойка 342

Сапетки 130

Сапонин 36

Сепараторы
для очистки зерна 132
магнитные 234
центробежные 189

— принцип действия при разделе-
нии глютена и крахмала 188—192
--------концентрации глютена
195—199

— устройство 191—192

Сернистые печи 160—161

Сиропы

глюкозио-фруктозкые
— производство 448—451
— состав 384

паточные
выпаривание 350—357
— нейтрализация 333, 336—338
— обесцвечивание 346—356
— отделение жира и белка 338—
339

— очистка 340—345
уваривание 358—360

Сита
барабанно-струйные 66—67
дуговые 70—71. 172—173
рассевные 272—274
сдвоенные 69—-70
сотрясательные 65—66
центробежно-лопастные 67—Ь8

Соковая вода
выделение 74—76
состав 91—92

Соланин 30

Сорго
состав и свойства 134—135
технология соргового крахмала
256—257

Сточные воды
очистка 92—93
состав 91—93

Сушилки
аэрофонтанная 267—268
барабанная Грачева 266—267
пневмагические для корма 231—
233
--------крахмала 268—271
шахтная ВИСХОМ 287

Теплообменники 351
подогреватели (решоферы) 355—
356

Техника безопасности в производстве
глюкозы 436—438
декстрина 311
кормов 236—237
крахмала 278—279
патоки 378—380

Транспортеры
винтовые (шпеки) 49
гидравлические 47—48
нории 163
цепные 49—Б0

Увлажнители 309

Углеводы 5

Утилизация побочных продуктов про-
изводства

картофелекрахмального 90—9!

паточно-глюкозного 362, 391

5 тфель

вязкость 405

определение 15

I продукта 413—415

П продукта 423—424

центрифугирование 417—420

ги 225—226

----паточных сиропов 341—342

Флотационные машины 194—195

Форма кристаллов глюкозы — см.

Глюкоза

Холодильники
для декстрина 308—3009
— патоки 360—361

Центрифуги

осадительные для выделепия кле-

точного сока 63—65

----сгущения крахмальных су-
спензий 74—76

фильтрующие для обезвоживания
крахмала 260—264

----центрифугирования мтфелей

418—420

Фактор разделения 74, 417

Фильтровальные сетки медные сар-

жевого плетения 77

— ткани капроновые 78

----натуральные шелковые 78

•Фильтры

автоматические 344—345

дисковые 343—344

рамные д.чя глютена и мелкой мез-

Чаны замочные 152—153

Экстракт кукурузный
выпаривание 249—252
определение 13, 139
свойства и состав 220, 252—253

Энергия активации 317

Эфиры крахмала 298—300
ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.....................................................

Введение (проф. д-р техн, наук II. Н. Трегуоов) .	....

Применение крахмалопродуктов и их народнохозяйственное значение

Развитие крахмало-паточного производства

Современный картофелекрахмальный завод ....

Современный кукурузоперерабатывающий комбинат

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ПРОИЗВОДСТВО КРАХМАЛА

Глава I. Строение и свойства крахмала (проф. д-р техн, наук Н. Н. Тре-

губое) ...................

! Характеристика крахмала

2. Физические свойства крахмала . .	J'

Размер и структура крахмальных зерен . .	17

•Физические константы .....	о»

Набухание клейстеризации и perpoi радацня	21

3 Химические свойства крахмала....................................... 23

Реакция с йодом ...	23

Гидролиз .......	23

Строение и свойства фракций крахмала	24

Другие химические свойства крахмала .	.	28

Глава 11. Картофель как сырье для производства крахмала (проф д-р
техн наук Н. Н. Трегубов)........................ .	30‘

1	Основные сведения ...	-	-	-	30

2.	Строение и химический состав картофельного клубня	31

3	Сорта и болезни картофеля	37

Сорта картофеля ...	.	.	37

Болезни картофеля ...	-	39

4.	Приемка и оценка картофеля	............ 41

5.	Хранение картофеля ...	•	-	“

Глава III. Технология картофельного крахмала (проф. д-р техн наук

Н Н Трегубов) ...	.	.............. - -	4*

1	Принципиальная технологическая схема . .	45

2.	Предварительная очистка картофеля и подача его в производство 46

3.	Мойка картофеля....................................... •	•	30

4	Взвешивание и измельчение картофеля .	:	... оз

5.	Удаление клеточного сока и отмывание крахмала	, . fi2

6.	Обезвоживание мезги ...	.........	72

7	Выделение крахмала и рафинирование крахмального молока

8	. Промывание крахмала.................................

9	Переработка ловушечного крахмала ....................

10	. Качество, хранение и транспортирование сырого крахмала

11 Использование отходов, производство кормов и очистка сточных вод

12. Водоснабжение крахмального завода

466
13 Технологические схемы картофелекрахмального производства .	-	95

Схема с использованием барабанно-струйпых сит и промыванием
крахмала в гидроциклонах.............................. -	96

Схема с оборотным водоснабжением ....	....	99

Схема с использованием дуговых сит и отделением клеточного сока 101
14. Примерный расчет продуктов производства сырого картофельного крах-
мала по схеме с использованием барабанно-струйных скт и промыванием
крахмала па гидроциклонах (на 100 кг картофеля) ....	. . 104

Глава IV. Зерновые культуры как сырье для производства крахмала

(проф д-р техн, наук Н Н Трегубов)	.	-	-	114

]. Кукуруза ...	Н4

Основные сведения	. .	114

Ботанические подвиды кукурузы .	116

Строение и химический состав	зерна	118

Болезни кукурузы .	122

Приемка кукурузы	123

Свойства кукурузы	. .	.	124

Хранение кукурузы .	. . - .	.....................128

Обмолот початков, очистка зерна и подача его в производство	132

Требования к качеству кукурузы.................................. 133

2	. Сорго.............. . .	- -	134

Основные сведения ....	134

Строение и химический состав зерна	134

3	Пшеница...................... .	.	135

Основные сведения ......	135

Строение и химический состав зерна _	.135

4	Рис............................................................  137

Глава V Технология кукуру;
А. И. /Кушман)

(канд. техн наук

138

1	Основные принципы технологии	кукурузного крахмала	138

Схема незамкнутого процесса	....	.140

Схема замкнутого процесса .	.	.141

2	Замачивание кукурузного зерна	...	142

Теоретические основы процесса замачивания	142

Набухание зерна ...	. .	....	145

Изменение химического состава зерна и его компонентов	146

Изменение состава замочной воды ....	-	.	148

Молочнокислое брожение в процессе замачивания зерна . . -	150

Условия замачивания и их влияние на выход и качество крахмала	150

Замачивание зерна в заводских условиях . .	.	.151

Устройство замочной батареи	....	. 156

Основные показатели процесса замачивания зерна	. 157

Нарушения режима работы замочной батареи . .	158

Совершенствование процесса замачивания зерна	.	158

3. Приготовление сернистой кислоты .....	159

.4. Дробление зерна, выделение и промывание зародыша	. ~163

Транспортирование и очистка замоченного зерна	163

Техника дробления зерна и устройство дробилок .	165

Выделение и промывание зародыша . .	.................169

Технологические показатели работы дробилок, гцдроциклонов и сит
для промывания зародыша .	.	.	.....................174

5 Помол кашки.......................... 	-175

Назначение помола кашки	.	-175

Машины для помола кашки . .	.	.... 177

<5 Отделение свободного крахмала от клетчатки и рафинирование крах-
мальной суспензии	.	.	...................................180

Операции по отделению крахмала и рафинированию крахмальной
суспензии....................................................  .180
Ситовые аппараты, используемые в производстве кукурузного крах-
мала .............................................................182

Техноло) ические схемы ситовых станций............................183

7.	Разделение крахмала и белка на центробежных сепараторах, гидро-
циклонах и флотационных машинах.......................................188

Принцип действия сепараторов .	-	. .	189

Устройство сепараторов и их работа................................191

Разделение крахмало-белковой суспензии флотационным методом	193

Концентрирование глютена......................................... 195

Технологические схемы сепараторных станций

8.	Промывание крахмала . .	..........................

Характеристика суспензии и метод промывания .	.	. .

Схема устройства и работы вакуум-фильтров......................

Схема двукратного противоточного промывания крахмала на ва-

208

куум-фильтровой установке

9. Производство кукурузного крахмала
сивного оборудования .................

использованием прогрес-

210

210

Схема производства

Направления усовершенствования технологических схем производст-
ва кукурузного крахмала...........................................215

10.	Расход вспомогательных материалов, пара, электроэнергии и воды . 216

11.	Выход и количество продуктов по станциям производства сырого
кукурузного крахмала ...	............... .	... 217

Глава VI. Использование побочных продуктов кукурузокрахмального
производства (канд. техн, наук А. И. Жушман)..........................219

1.	Технология сухих кукурузных кормов............................... 219

Характеристика исходного сырья ....	. .	.	219

Технологическая схема производства сухих кукурузных кормов . 222

Механическое обезвоживание мезги л глютена	.... 224

Сушка корма ....	.	....................... .	228

Измельчепие и иросеивапие корма. Отделение металлических примесей 233

Транспортирование, храпение и упаковка кормов.....................235

Противопожарные мероприятия .	....	.	. 236

Качество кормов . .	...	........................237

Расход вспомогательных материалов, воды, топлива и электроэнергии.

Количество продуктов по станциям кормового цеха...................237

2.	Производство кукурузного масла......................... . . 238

Технологическая схема производства кукурузиого масла .	. 238

Сушка зародыша . .	....	240

Очистка зародыша ...............................................  242

Измельчение зародыша ...	  242

Тепловая обработка масличной	мятки и форпрессового жмыха	243

Извлечение кукурузного масла..................................... 244

Отделение осыпи и взвешенных веществ .	. -	246

Фильтрационная очистка масла ....	.	246

Качество сырого кукурузного масла.................... . . 247

Рафинирование кукурузного масла........................ .	247

Расход вспомогательных материалов пара, воды, тепло- и электро-
энергии . .	............. ...	...	248

3.	Производство кукурузного экстракта . .	. .	.	. 248

Выпаривание экстракта............................... .	. 249

Физико-химические свойства и качество экстракта .	.... 252

Расход вспомогательных материалов воды, тепло- и электроэнергии 253

Глава VH. Технология пшеничного, соргового и рисового крахмала

(проф. д-р техн, наук Н. Н. Трегубов) . .	...	. . 253

1.	Технология пшеничного крахмала ......	.... 253

2.	Технология соргового крахмала

3.	Технология рисового крахмала

256

256
Глава VIII. Производство сухого и модифицированных крахмалов и
искусственного саго............................................. 258-

1. Производство сухого крахмала (проф. д-р техн, наук Н. Н. Трегубов) 258-

Принципиальная схема производства сухого крахмала . .	. 258

Подготовка сырого крахмала................................. .	258

Механическое обезвоживание ...	.	259'

Сушка крахмала................................................ 265

Отделка сухого крахмала ...	.....	271

Транспортирование крахмала................................... 275-

Хранение, упаковка, взвешивание и маркирование крахмала .	276-

Сорта сухого крахмала и требования	к	его	качеству..............276

Техника безопасности в производстве сухого крахмала. Борьба
с пылью........................................................278

Выход крахмала и потери его	в	производстве................. 279"

2.	Производство искусственного саго (проф. д-р техн, наук Н. Н. Трегу-
бов)..............................................................281

Сырье.............................. ......	281

Современная схема производства саго	.	....	282

Оборудование для производства саго........................... 285-

Упаковка и хранение саго........... ....	288

Стандарт на саго искусственное............................... 289:

3.	Производство модифицированных крахмалов (канд. техн, наук

А. И. Жушман).........................................i	. . . 289

Основные теоретические положения . .	............... 289'

Расщепленные крахмалы..........................................291

Замещенные крахмалы .....	....	298-

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА

Глава I. Производство декстрина (канд. техн, наук А. И. Жушман) 303

1.	Основные теоретические положения ....	.... 303

2.	Технологическая схема производства декстрина .	...............304

3.	Подкисление сухого крахмала............................... ...	305

4,	Термическая обработка подкисленного крахмала .	.	.	,	306

5.	Охлаждение декстрина............................... .	.	308

6.	Увлажнение декстрина..................................... ....	309

7.	Смешивание, просеивание и упаковка декстрина ....	309

8.	Качество декстрина...........................................  310’

9.	Техника безопасности в	производстве декстрина ................. 311

Глава II. Теория гидролиза крахмала (проф. д-р техн, наук Н. Н. Трегу-
бов)	31Г

1.	Химические превращения углеводов в процессе кислотного гидролиза
крахмала......................... .	.	........................312'

Осахаривание крахмала ....	.	...............312

Реверсия глюкозы ....	.	...............314

Разложение глюкозы ....	....... 316-

2.	Кинетика кислотного гидролиза крахмала	. .	317’

Порядок реакции.................................................317

Влияние различных факторов на скорость гидролиза . .	. . 318

3.	Кинетика кислотного разложения глюкозы.......................  326’

4.	Кинетика реверсии глюкозы................................. ...	321

5.	Доброкачественность глюкозных сиропов....................... .	332

6.	Особенности ферментативного гидролиза крахмала ...	. 323

Амилолитические ферменты как катализаторы..................  .	"324

Кинетика гидролиза ............................................ 325
Глава III. Производство патоки (канд. техн, наук Е. К. Сидорова)	. 327

1. Характеристика, свойства и применение крахмальных паток - . . 327
2. Подготовка сырья для паточного производства. Требования к качеству
крахмала..............................................................328

3.	Обработка крахмала перед гидролизом , . .	. . 329

4.	Гидролиз крахмала .....	330

Гидролиз крахмала в конверторах.................................. 330

Гидролиз крахмала в осахариватслях непрерывного действия	331

К Нейтрализация гидролизатов...................... . .	336

6.	Механическая очистка нейтрализованных сиропов .	338

Отделение жиро-белкового осадка.................................. 338

Механическое фильтрование сиропов	....	340

7.	Обесцвечивание паточных сиропов .	............. 346

й. Выпаривание сиропов в трехкорпусной выпарной установке	350

Ведение процесса выпаривания .	.	.	350

Пуск выпарной установки и прекращение ее работы	356

Основные принципы расчета выпарной установки	. 357

S. Уваривание сиропов в вакуум-аппаратах .	358

10.	Охлаждение готовой патоки ................................. ...	360

11	Слив, хранение и транспортирование патоки........................361

12.	Переработка промывных вод и использование фильтрационных осадков 362
13 Основные технологические схемы производства патоки .... 363

Технологическая схема производства карамельной патоки с гидроли-
зом крахмала соляной кислотой и очисткой сиропов активным углем 363
Технологическая схема производства мальтозной патоки с примене-
нием для гидролиза крахмала ферментов ячменного солода - . - 365
14. Характеристика, способы получения и применение новых видов паток 367
15 Качество, сорта и свойства паток............................... 	371

16.	Расчет продуктов паточного производства......................... 374

17.	Расход воды, пара, энергии и вспомогательных материалов	378

18	Техника безопасности в паточном производстве ......	378

'Глава IV. Производство глюкозы (канд. техн, наук Е. Я- Жарова) .	.	380

1.	Общие сведения....................................................380

Принципиальная схема получения глюкозы............................

Характеристика продуктов глюкозного производства и их применение
Физико-химические свойства глюкозы ...............................

2.	Произволе 1во кристаллической гидратной глюкозы ......
Технологическая схема получения кристаллической гидратной глюкозы
с применением соляной кислоты для гидролиза крахмала
Технологическая схема получения кристаллической глюкозы с при-
менеивем ферментативного гидролиза крахмала............................

Расчет продуктов глюкозного производства по станциям
Техпика безопасности в глюкозном производстве .	...

3.	Провзводство пищевой глюкозы ..............................  .

Технологическая схема получения пищевой глюкозы с применением
соляной кислоты при гидролизе крахмала............................

Технологическая схема производства пищевой глюкозы с использова-
нием ферментов для осахаривания крахмала .............................

Особенности ферментативного осахаривания крахмалсодержащего
сырья ....	................................... .

А. Производство медицинской глюкозы ...	.....

Технологическая схема производства медицинской гидратной глюкозы
Технологическая схема производства медицинской ангидридной глюкозы
5. Производство технической глюкозы ...	....................

6. Получеиве глюкозно-фруктозных сиропов из крахмала ...

380

382

384

390

390

426

430

436

438

438

439

443

445

445

446

447

448

Приложения .

Приложение
ную) . .

,.........................................452

Растворимость декстрозы (в расчете на безвод-
. . . .	.	.............. 452
Приложение 2. Содержание сухих веществ в картофелекрахмаль-
ном молоке, кг в 100 л ...	.	....................453

Приложение 3 Содержание сухих веществ в кукурузокра хм а ль-
ном молоке, г в 100 мл............... ....	. 454

Приложение 4. Содержание сухих веществ в картофелекрахмаль-
ном молоке, г в 100 г .	.'	. .	. . 455

Приложение 5. Содержание сухих веществ в кукурузокрахмаль-
ном молоке, г в 100 г.............................................45G

Список рекомендуемой литературы .	....	458

Предметный указатель .	..........................4GI
НИКОЛАИ НИКОЛАЕВИЧ ТРЕГУБОВ,
ЕЛИЗАВЕТА ЯКОВЛЕВНА ЖАРОВА,
АНАТОЛИИ ИВАНОВИЧ ЖУШМАН,
ЕЛЕНА КОНСТАНТИНОВНА СИДОРОВА

ТЕХНОЛОГИЯ крахмала И КРАХМАЛОПРОДУКТОВ

Редактор Е. И. Чистякова

Художник А. М. Савелов

Художественный редактор В. А. Чуракова

Технический редактор Г. Г. Хацкевич

Корректоры С. Д. Миронова и Т. Н. Бобрикова

ЦБ № 954

Сдано в набор 27.10.80. Подписано в печать 05 05.81.
Т-05147 Формат 60 •.90,/м. Бумага типографская № 1.
Литературная гарнитура. Высокая печать. Объем 29,5 п. л
Усл. п. .1. 29.5. Усл. л. кр. от. 29.5. Уч. изд. л. 35,52. Тираж
4000 экз. Заказ 1951. Цена 1 р. 40 к.

Издательство «Легкая и пищевая промышленность».
113035, Москва, М-35, 1-й Кадашевский пер., 12.

Москозская типография № 6 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР

«по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
1С£<63, Москва, Ж-88, Южнопортовая ул., 24.