Николай Николаевич Трегубов
Елизавета Яковлевна Жарова
Анатолий Иванович Жушман
Елена Константиновна Сидорова
Технология крахмала
и крахмалопродуктов
*** 1981 ***
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) Центры кристаллизации вводят двумя способами: одновременным распылением глюкозного сиропа и части рециркулируемого сыпучего порошка или распылением глюкозного сиропа на слои затравочных кристаллов. Поскольку в первом случае количество затравочного рециркулируемого продукта составляет более 7(J%, кристаллизация проходит интенсивно и приходится проводить дополнительную сушку, что приводит к получению пористого про-
дукта. При втором способе сироп при распылении обволакивает каждую затравочную частицу, что при сушке увеличивает размер гранул. Слой затравочного материала необходимо непрерывно перемешивать. Процесс занимает мало времени и протекает непрерывно. 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/см Относительная скорость растворения около 90%. Для хранения и транспортирования uранулнрованнои глюкозы могут быть рекомендованы бумажные мешки, используемые для упаковки кристаллической глюкозы. Особенности ферментативного осахаривания крахмалсодержащего сырья Ферментативное осахаривание крахмалсодержащего сырья имеет ряд особенностей. До настоящего времени при производстве пищевой глюкозы независимо от способа i идролиза (кислотного кислотно-ферментативного или ферментативного) использовали чистый крахмал. Использование крахмалсодержащего сырья стало возможным при проведении гидролиза в присутствии только биологических катализаторов (амилолитичсских), не требующих высокой температуры и давления Ведение осахаривания непосредственно крахмалсодержащего сырья исключает проведение трудоемкой операции по извлечению из него крахмала. При кислотном гидролизе крахмала даже примеси усиливают течение нежелательных побочных реакции — разложения и реверсии глюкозы, образования красящих веществ. Следует отметить, еднако, что крахмалсодержащее сырье имеет сложный состав, а амилолитические ферментные препараты не свободны от примеси протеаз, липаз и трансглкжозидаз. Кроме того, ферментативная система самого зерна обладает ами-лолнтической и иротсолитической активностью Такое распространенное крахмалсодержащее зерно, как кукурузное, состоит из оболочки, зародыша и эндосперма. Основная масса крахмала сосредоточена в эндосперме, в клетках которого крахмальные зерна прочно удерживаются белковой прослойкой. Под действием ферментов нерастворимые белки во время гидролиза превращаются в растворимые и с трудом удаляются из гндролнзатов. Часть растворимых азотистых веществ образует с сахарами тем- ноокрашенные соединения, что также осложняет очистку гидролизатов и удорожает производство. В свою очередь жир, содержащийся в крахмалсодержащем сырье, под действием ферментов переходит в раствор и затрудняет фильтрацию ферментных гидролизатов, забивая поры фильтрующего материала. Кроме того, жир оказывает ингибирующее действие на амилолитические ферменты. Для подавления протеолитической активности необходимо повышение температуры среды, что отрицательно сказывается на активности а-амилазы. Поэтому для повышения ее термостабильности 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, которые снижают pH раствора. Для предотвращения этого вводят гидроокись кальция, которая останавливает падение pH и поддерживает 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 кукурузное зерно очищают от сорной примеси, увлажняют, подвергают 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 размер 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 приготовляют водную суспензию, содержащую 30% сухих веществ. Для инактивации протеолитических ферментов и подавления жизнедеятельности молочнокислых бактерий суспензию подогревают до температуры 60 — 65е С (не выше температуры клейстсризации крахмала). Для обеспечения оптимального действия бактериальной а-амилазы 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 постоянной 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 фильтруют с наполнителем. Профильтрованный продукт, содержащий 28 — 30% редуцирующих веществ, охлаждают до температуры 60е С и осахаривают амилоглюкозидазой с течение 72 ч. Жидкий сироп фильтруют, деминерализуют ионообменными смолами, обесцвечивают активным углем, фильтруют и выпаривают до содержания 75% сухих пе щсств. Затем глюкозный сироп доброкачественностью 97 — 98% (95 — 96% глюкозы) направляют на станцию получения гранулированной глюкозы методом сушки кристаллов в распылительной сушилке. При получении кристаллической гидратной глюкозы методом охлаждения в кристаллизаторе с последующим отделением кристаллов в центрифуге, сушкой и просеиванием межкристальный раствор возвращают на стадию очистки сиропов и только 15 — 20% этого раствора (гидрола), отличающегося высоким качеством, выводят из производства. ПРОИЗВОДСТВО МЕДИЦИНСКОМ ГЛЮКОЗЫ Медицинскую глюкозу получают из кристаллической гидратной глюкозы. В зависимости от условий перекристаллизации медицинскую глюкозу вырабатывают в гидратной и ангидридной форме. Сырьем для производства медицинской гидратной глюкозы является гидратная кристаллическая глюкоза, отвечающая требованиям ГОСТ 975 — 75. Однако если медицинская гидратная глюкоза получается в непосредственной близости от цеха гидратной кристаллической глюкозы, то разрешается использование сырых, промытых в центрифуге кристаллов гидратной глюкозы влажностью 13 — 15%. Технологическая схема производства медицинской гидратной глюкозы Кристаллы гидратной глюкозы растворяются при перемешивании и подогревании до температуры 80 — 85° С в течение 40 — 43 мин в уваренной смеси зеленой и белой паток, полученных при центрифугировании утфеля и промывании кристаллов перекристаллизованной глюкозы При недостаточном количестве межкристального раствора используют дистиллированную воду. К полученному сиропу концентрацией 72.0 — 72,5% сухих веществ добавляют суспензию активного угля в количестве 1.0% к массе сухих веществ сиропа и после 35 40-минутной обработки при температуре 80 — 85° С производят фильтрацию Отфильтрованный сироп подвергают контрольной очистке Совершенно прозрачный без посторонних примесей бесцветный сироп охлаждают до температуры 55° С и заливают 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 затравкой температура смеси снижается до 45е С. Для поддержания коэффициента пересыщения 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 кристаллов в утфеле достигнет 45 — 50%, а концентрация межкристального раствора уменьшится на 10 — 12% по сравнению с концентрацией исходного сиропа. После отделения межкристального раствора кристаллы медицинской глюкозы промывают в центрифуге дистиллированной водой температурой 35°С Белею патоку концентрацией 38 — 40% уваривают вместе с зеленой в вакуум-аппарате до содержания cvxnx веществ 59 — 60% и направляют для растворения кристаллической глюкозы. Примерно 25% зеленой патоки выводят из производства для предотвращения накопления красящих веществ Сырые промытые кристаллы сушат в тике чистого воздуха, предварительно -подогретого в калорифере до температуры 85° С Высушенную глюкозу просеивают. 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-циальпых стеллажах Технологическая схема производства медицинской ангидридной глюкозы При получении ангидридной глюкозы сироп, приготовленный из кристаллической гидратной глюкозы как было указано выше, должен иметь концентрацию 55 — 60% сухих веществ. Для обесцвечивания образовавшегося сиропа добавляют свежии активпыи уголь марки Б в количестве 0,4 — 0.5% к массе сухих веществ сиропа. Через 25 — 30 мин Сироп фильтруют Отфильтрованный сироп подвергают контрольной очистке на войлочных фильтрах и подают в вакуум-аппарат По заполнении 25 — 30% вместимости аппарата набор прекращают и начинают прогрев Сиропа набирают столько, чтобы после сгущения до концентрации 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 остагочном даелении повышается до 70 — 75° С. Приближается момент внесения затравки. Степень пересыщения и готовность сиропа для впесения затравки определяют по внешним признакам, по подвижности увариваемого сиропа, скорости отекания брызг сиропа по смотровому стеклу вакуум-аппарата и др Время, когда система становится неустойчивой, является наиболее благоприятным моментом для внесения затравки Затравку в виде смеси кристаллов с предварительно отобранным из вакуум-аппарата сиропом вводят в аппарат через пробный кран Количество затравочных кристаллов составляет 0,03% к массе сиропа в вакуум-аппарате Затравка служит импульсом для возникновения новых центров кристаллизации. После начала массового кристаллообразования наблюдают за количеством образовавшихся кристаллов Когда в увариваемой массе появится достаточное количество кристаллов (1,0 — 1,5% к мас с исходного сиропа) в вакуум-аппарат подают новую порцию сиропа. понижая коэффициент пересыщения до метастабильнои зоны, где новые кристаллы не появляются, а лишь растут уже образовавшиеся. Новые порции сиропа подают периодически в течение 2 — 2.5 ч через каждые 5 — 7 мин Сироп берут небольшими порциями (5 — 7% к массе утфеля), чтобы не снять пересыщения и не растворить образовавшиеся кристаллы Даль пейшее парашивание кристаллов проводят при температуре 70 — 75° С Периодическая подача порций сиропа должна поддерживать концентрацию межкристальпого раствора в пределах 80 — 84% сухих веществ. Своевременное внесение затравки и прекращение образования кристаллов имеет важное значение 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 количество центров кристаллизации, тем крупнее кристаллы готовой продукции Процесс наращивания кристаллов ангидридной глюкозы происходит в течение 6 — 8 ч Главной особенностью эгой стадии является отсутствие кристаллообразования 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 сиhопа осуществляют ПО внешнему силу раствора, которая к концу процесса кристаллизации снижается до 74% сухих После подачи в вакуум-аппарат последней порции сиропа начинают окончательное сгушение утфеля, необходимое для более полного обесеахаривания межкристального раствора Опо 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 — 025 мм. К ю нцу кристаллизации коэффициент пересыщения пе должен превышать 1,03 — 1,0о. Общая продолжительность уваривания утфеля ангидридной глюкозы в вакуум-аппарате 8 — 10.5 ч Дальнейшее сгущение нецелесообразно, поскольку гусгой утфель очень медлепно уваривается и плохо разделяется на центрифугах После вакуум-аппарата утфель спускают в кристаллизатор или утфеле-раенределитель, где его температура снижается на 5 — 6 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 зеленой патоки _ Температура утфеля перед центрифугированием не должна быть ниже по — 55еС Для того чтобы во время загрузки утфель не охлаждался и не снижался эффект разделения барабан центрифуги прогревают паром или горячей водой. Отделение зеленой патоки длится 2 — 3 мин, глюкозу пробеливают около 5 мни дистиллированной водой в количестве 2 — 3% к массе утфеля и просушивают в центрифeuе в течение 2 — 3 мин Промывание глюкозы можно производить холодной водой, если белая патока отделяется быстро и имеет температуру не менее 60° С Горячая вода не обходима для поедотврашения вторичной кристаллизации глюкозы из межкристального раствора утфеля при центрифугировании Влажные кристаллы ангидридной глюкозы, выгруженные из центрифуги, сушат, просеивают и упаковывают. Все растворы возвращают па стадию растворения 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 рааличиых инфекций вследствие возможного развития нежелательной микрофлоры и размножения осмофильных дрожжей все оборудование производства медицинской глюкозы еженедельно обрабатывают 3%-ннм раствором хлорной извести или 2%-ным раствором формалина и тщательно моют. Кроме того, все оборудование и водяную систему обрабатывают паром в течение 40 — 60 мин |
