ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПШЕНИЧНОГО КРАХМАЛА и ГЛЮТЕНА

Технологический поток производства крахмала.

Структура, свойства, классификация нативных крахмалов.

Технологические схемы производства крахмала.

Научно-техническая концепция развития производства крахмала.

Избирательное разрушение структуры крахмалсодержащего сырья. Замачивание вместо дробления

Фракционирование крахмала

Клейстеризация крахмала.

Осахаривание крахмала.

Комплексная переработка зерна пшеницы на предприятиях спиртовой промышленности.

Комплексная переработка зерна пшеницы на спирт с одновременным производством глюкозного сиропа и глютена.

Производство крахмала и глютена от компании Альфа-Лаваль.

Технология производства пшеничного крахмала и клейковины >>>

Методы определения количества и качества клейковины в пшенице.

Комплексная переработка зерна ржи на крахмал и спирт

Технология кукурузного крахмала

Производство крахмалопродуктов из кукурузы на спиртовых заводах

Технология картофельного крахмала

Отходы кукурузо- и пшеничнокрахмального производства

Аппаратура для утилизации отходов производства крахмала и получения сухой биомассы

Использование экстракта (замочной воды) кукурузы и пшеницы.

Выпарные Установки для выпаривания продуктов гидролиза крахмала.

Выпарные установки ВУ для сгущения кукурузного экстракта (замочной воды).

Сушка продуктов и отходов крахмало-паточного производства.

 

ПРОИЗВОДНЫЕ ОТ КРАХМАЛА и ИХ ПРИМЕНЕНИЕ


Глюкозоизомераза и ее применение

Анализ использования рабочего времени

Глюкозо-фруктозные сиропы ГФС взамен сахара и солода в производстве пива

Кукурузные сиропы с высоким содержанием фруктозы на рынке альтернативных подслащивающих средств.

Технология производства высоко-фруктозных сиропов из крахмала

Производство глюкозного сиропа и глютена из зерна

Производство глюкозы (декстрозы) из зерна

 

 

Главная страница/ Технология пшеничного крахмала и клейковины

 

 

Технология производства пшеничного крахмала и клейковины.

 

 

Технология производства пшеничного крахмала и клейковины при переработке зерна пшеницы или муки - не одна, их существует множество ... в зависимости от применяемого оборудования.

 

Эволюция развития технологии пшеничного крахмала шла следующим образом

  • Технология Мартина: отделение крахмала от глютена промывкой во вращающихся барабанах
  • Технология Латенштайна: отделение крахмала от глютена на мультициклонах,
  • Технология Рейзио: отделение крахмала от глютена на 2х фазном декантере,
  • Усовершенствованная технология Мартина: отделение крахмала от глютена на стационарных ситах,
  • Технология отделения крахмала от глютена на 3х фазном трикантере.
  •  

    В последние годы прошлого века века доминирующей являются технологии финской фирмы «Raisio Tehtaat» (разработка фирм «Аlfa-Laval» и «Vehno Со»), конкурируют с ней компания «Westfalia Separator AG» и компания «Flottweg»

     

    Принципиальная технологическая схема переработки пшеничной муки на крахмал и клейковину представлена на рисунке.

     

     

    технологическая схема пшеничного крахмала и клейковины

     

    Несмотря на высокий технический уровень оборудования, применяемого в этих технологиях, и получение высоких выходов клейковины и А-крахмала (крахмала I-го сорта) , недостатками этих схем являются

  • большие энергетические затраты на уваривание и сгущение жидких побочных продуктов
  • и значительная масса сточных вод с большим содержанием растворимых веществ и взвешенных частиц.
  • .

    Смесь побочных продуктов крахмального производства - мезги, пентозанов и Б-крахмала (крахмала II-го сорта) - после концентрирования и уваривания направляют на кормовые цели, что лишь частично решает проблему утилизации сточных вод.

    Предпочтительнее и экономически целесообразнее смесь побочных продуктов от производства крахмала и клейковины направлять на дальнейшую переработку на Спиртовый завод или на производство кормовых дрожжей .

     

    Используя сценарий, приведенный ниже Вы сами сможете выбрать подходящий вариант (некоторые базовые данные я уже заполнил за Вас)

    1-й шаг. Введите параметры предприятия:

       Производительность предприятия по пшенице:                     т/сут

       Состав перерабатываемой пшеницы:

               Содержание крахмала в зерне пшеницы:                           %

               Содержание белка в зерне пшеницы:                                  %

     

    2-й шаг. Введите процент выхода муки из зерна (зависит от качества зерна и выбранной технологии помола):

                        Мука с общим содержанием крахмала Min 76%    %

                                                                            Пшеничные отруби   %

     

    3-й шаг. Введите процент выхода полупродуктов из муки (зависит от качества  муки и выбранной технологической схемы):

    Крахмал А %CB

    Крахмал Б %CB

    Сухая клейковина %CB Жидкий корм %CB Сточные воды  %CB

    Note: Регулируя выход А-Крахмала и Б-Крахмала можно менять требуемый выход спирта из Б-Крахмала , но помните, что по требованию технологического процесса общее содержание крахмала А и Б не может быть меньше 79%

     
     

    4-й шаг. Выберите производство спирта, если необходимо

    Производство спирта из Крахмала Б - Да !!

    Производство спирта из Крахмала Б - НЕТ !!

    Полученные результаты :

    Мука пшеничная в производство:     т/сутки

    Отруби пшеничные:                             т/сутки

    Коммерческий Крахмал А:                 т/сутки

    Крахмал Б, идущий на спирт :             т/сутки

    Сухая клейковина (Глютен):                т/сутки

    Сухие отходы производства крахмала (Пентозаны)                                          т/сутки

    Спирт из Крахмала Б из расчета 1,5 тонны крахмала на 1000 литров:           литров/сутки  

    Эфиро-альдегидная фракция из расчета 4 % от общего спира:                     литров/сутки

    Сивушное масло из расчета 1,2 % от общего спира:                                        литров/сутки

    Углекислый газ (Углекислота):                                                                               литров/сутки

     

     

    В ХХ веке в России в ВНИИ крахмалопродуктов была создана оригинальная технология переработки пшеничной муки с использованием для промывки крахмала от глютена и последующего выделения клейковины/глютена на гидроциклонной установке/ батарее гидроциклонов.

    Гидроциклонная установка для промывания крахмала от глютена

    Применение гидроциклонной установки для промывки крахмала от глютена обусловлено тем, что в гидроциклонах происходит интенсивное укрупнение частиц (комочков) клейковины.

     

    Однако ведущие производители сепараторного оборудования (АльфаЛаваль, Вестфалия сепаратор, Флоттвег) уже сегодня предлагают заменить промывку крахмала в батарее гидроциклонов на промывку крахмала на двух шнековых центрифугах (см. след. главу ниже).

     

    Напомню, что в более ранних версиях, когда колбаса была по 2 рубля 20 коп., для промывки крахмала от глютена использовались последовательно три барабанных вакуумных фильтра, т.е. сепараторную станцию и батарею гидроциклонов заменяли барабанные вакуум-фильтры. Промывание крахмала на барабанных вакуум-фильтрах (на этой схеме не показано) производилось трехкратное и противоточное с последовательным разбавлением крахмала фильтратом и водой. При последней фильтрации крахмал промывался чистой горячей водой (65-70'С). Цель промывания - это удаление из крахмала большей части растворимих азотистых и иных примесей. Для этого крахмал разводится в молоко до 27-32 гр Брикс и подается в корыто вакуум-фильтра. В фильтре жидкая фаза отфильтровывается, а осевший на поверхности барабана крахмал обильно орошается теплой водой или промоем. Вследствие разряжения в секциях вакуум-фильтра вода, орошающая крахмал, проходит через капиляры крахмальной лепешки, очищая тем самым крахмал от всяких растворимых примесей.

    Барабанный вакуум-фильтр

    Иногда вместо барабанных вакуум-фильтров для промывки крахмала от глютена применяли дисковые (производства завода "Большевик"), у этих фильтров поверхность фильтрации образована дисками, состоящими из отдельных секторов. При одинаковых габаритах дисковые вакуум-фильтры имеют большую поверхность фильтрации, чем барабанные. Однако в дисковых фильтрах условия для промывания и съема фильтрационного осадка хуже, чем у барабанных фильтров.

    Схема барабанной вакуум-фильтрационной установки для промывки крахмала показана на рисунке ниже.

    Схема промывки крахмала от глютена на барабанных вакуум-фильтрах

    Вакуум фильтр 1 соединен с двумя вакуум-сборниками 2 и 3 для фильтрата и промоя. Сборники соединены через пеноловушку 6 с барометрическим конденсатором 7. Барометрический конденсатор через ловушку 8 соединен с вакуум насосом 9. Вакуум-насос создает разряжение в системе, в результате чего фильтрат и промой поступают в вакуум-сборники, отсюда они насосами 4 и 5 откачиваются для дальнейшего использования. Вакуум-сборник (см рис) снабжен поплавком 1, связанным с автоматическим клапаном 2. Если насосы не успевают откачивать фильтрат из сборника , то наполняя сборник фильтрат поднимает поплавок. Поплавок воздействуя на клапан соединяет сборник с атмосферой. Давление в сборнике повышается, в результате чего скорость фильтрации уменьшается и уровень жидкости в сборнике понижается. В сборниках может образовываться пена, при попадании пены в конденсатор нарушается работа всей установки. Поэтому сборники соединяют с пеноловушкой 6. В пеноловушку через форсунки подается вода для уничтожения пены. Высокая производительность вакуум-фильтра может быть достигнута при максимальном разряжении в системе.

    Толщину слоя осадка на барабанном вакуум-фильтре поддерживают в пределах 8-10 мм. Это достигается путем подбора числа оборотов барабана. Фильтры изготавливают с углом погружения барабана 120-130°, и поэтому активная поверхность фильтрации составляет 35% от общей поверхности барабана. На фильтрах имеются приспособления для затирания трещин в осадке, через которые уходит вакуум. Производительность фильтра зависит от содержания твердой фазы в суспензии. Поэтому плотность крахмального молока должна быть максимальной 27-32 гр. Брикс. Производительность зависит также от вязкости фильтрата.

    Так как вязкость уменьшается при повышении температуры, то суспензию следует подогревать до предела, допускаемого условиями технологии (не свыше температуры набухания крахмала, обычно не свыше 50-55 °C.

    Чтобы максимально использовать активную поверхность фильтра, крахмальное молоко в корыте должно находиться на уровне чересной трубы и фильтровальная ткань должна быть в хорошем состоянии.

    Если в осадке образуются трещины, которые не позволяют правльно вести процесс, то следует уменьшить разряжение и выяснить причины их образования. Вода, подаваемая для промывания, должна равномерно и в необходимом количестве орошать крахмал. Не допускается стекания излишней воды в корыто вакуум-фильтра.

    При монтаже вакуум-фильтров нужно стремиться к уменьшению длины воздуховодов. Для этого воздушные насосы необходимо устанавливать на верхних этажах, поближе к барометрическому конденсатору

    Правильный выбор фильтровальной ткани может значительно улучшить работу фильтра как с качественной, так и с количественной стороны. Исследования, проведенные с хлопчатобумажными тканями, показали, что забиваемость ткани осадком, скорость фильтрации, и долговечность работы ткани зависят от сорта ткани и соответствии ее для фильтрации данной суспензии. Так, например, диагональ позволяет получить во много раз большую скорость фильтрации , чем при фильтрации через холст из льна или пеньки. При применении хлопчатобумажного полотна скорость фильтрации увеличивается в 1,22 раза по сравнению с применением диагонали.

    Таким образом, подбирая наиболее подходящую ткань, можно значительно увеличить производительность барабанного вакуум-фильтра , уменьшить влажность крахмала, и, следовательно, создать лучшие условия для его промывки.

    Фильтровальная ткань

    Вакуум-фильтры применяют также для обезвоживания глютена после отстойников. Так как зерна глютена более мелкие, чем зерна крахмала (1-2 мк), то слой осадка на поверхности фильтра получается тонкий. Это значительно сокращает производительность вакуум-фильтров. Этим объясняется и высокое сопротивление фильтрующей ткани, поры которой быстро забиваются и требуют частой промывки. При обезвоживании глютена на вакуум фильтрах влажность его понижается на 29-30%, т.е. с 88-94 до 59-64%. В глютене содержится некоторое количество зерен крахмала, размер которых больше зерен глютена, поэтому сопротивление при фильтрации будет тем меньше, чем больше крахмала в глютене.

    В вакуум-фильтрах глютен не промывается, поэтому фильтры могут работать с большим углом погружения барабана в суспензию. Толщина осадка глютена на поверхности фильтра 3-5 мм, глютен снимается с фильтра при помощи резинового валика, плотно прилегающего к поверхности фильтра.

    В последее время на рынке появились диатомитовые (перлитовые) барабанные вакуум-фильтры различной производительности. Все чаше барабанные вакуум-фильтры заменяют системами тангенциальной фильтрации CROSS-FLOW или динамической CROSS-FLOW фильтрацией на керамических вращающихся фильтрах.

     

     

    Описание и функционирование технологии пшеничного крахмала и клейковины при переработке пшеничной муки.

     

    Линия переработки пшеничной муки на крахмал и клейковину производительностью 25 тонн/сутки по муке включает:

    • участок подготовки водно-мучной суспензии;

    • участок образования сырой клейковины/глютена;

    • отделение очистки крахмальной суспензии от растворимых веществ и белка/глютена;

    • отделение сушки клейковины/глютена;

    • участок подготовки клейковины к складированию.

     

    Согласно технологической схеме, очищенная от примесей пшеничная мука поступает из элеватора в бункер 7, оборудованный виброднищем, откуда винтовым конвейером 2 подается в смеситель 3, где смешивается с водой Т=35...40°С, образуя водно-мучную суспензию концентрацией 32-35% СВ, которая направляется в диспергатор 4, действующий непрерывно. Ротор и статор диспергатора Ш5-ПДЦ-2 с частотой вращения вала 1500 об/мин имеют радиальные шлицевые отверстия и угол наклона турбинок 45°.

    Свежая горячая вода поступает из напорных сборников 6, 6 а. Из диспергатора 4 насосом 5 под давлением 0,35-0,4 МПа водно-мучная суспензия подается на трехступенчатую установку гидроциклонов 7. После ее первой ступени в сборник 9 непрерывно поступает теплая вода (30...35°С) в таком количестве, чтобы концентрация суспензии находилась на уровне 16-18% СВ. В процессе обработки на гидроциклонах в ней образуются частицы клейковины, которые затем превращаются в крупные конгломераты.

    Полученная смесь из гидроциклона 7 Ш самотеком поступает на сито дуговое 8, где разделяется на фракции: крахмальную суспензию и сырую клейковину в виде конгломератов. Сырая клейковина (т.е. глютен) направляется на дуговое сито 11, затем на шнек-водоотделитель 13, которым клейковина влажностью 60-65% загружается в пневматическую сушилку 31. Отсюда часть сухой клейковины возвращается в смеситель, куда поступает сырая клейковина. В процессе рециркуляции обеспечивается требуемая влажность конечного продукта. Высушенная клейковина просеивается на центробежном бурате 32 и из надвесового сборника 33 подается на весы полуавтоматические 34, затем затаривается в мешки, которые зашиваются на мешкозашивочной машине 35. Клейковина в мешках складируется на поддонах. Для улавливания пыли используется рукавный фильтр типа РВЦ 36 с глушителем 37. Для создания необходимого давления в пневмосистеме очищения воздуха предусмотрен вентилятор 35.

    Крахмальная суспензия с дуговых сит 8, 11 самотеком поступает в сборник 12, из которого насосом 12а откачивается в сборник 75, а далее насосом 16 - на дуговое сито 17, где отделяется и одновременно промывается мезга, для чего на ситовую поверхность из напорного сборника подается процессовая вода. Далее крахмальная суспензия дважды обрабатывается на шнековых центрифугах 22 и 27 для удаления белка и растворимых веществ. Концентрация суспензии, поступающей на первую ступень центрифуги 22, должна составлять не менее 10% СВ, а сходов с нее: сгущенного - не менее 36, жидкого - не более 3,5% СВ.

    Сгущенный сход с шнековой центрифуги разбавляется свежей водой в сборнике 25, из которого насосом 26 подается на следующую центрифугу II ступени 27. Густой сход с нее - т.е. А-Крахмал - направляется на сушку в пневматическую сушилку.

    Оборудование и процесс сушки пшеничного крахмала аналогичны процессу сушки картофельного крахмала.

    Жидкий сход с центрифуги 22 насосом 24 подается на шнековую центрифугу 27а, где из него выделяется Б-крахмал (второго сорта), который транспортируется совместно с мезгой на утилизацию.

     

    Схема переработки пшеничной муки на крахмал и клейковину

    .

    .

     

     

    Основные характеристики сырья и готовой продукции при переработке пшеничной муки на крахмал

     

    Пшеничная мука I и II сортов с высокими хлебопекарными является cырьем для производства сухой клейковины свойствами, упругой и эластичной клейковиной. Качество пшеничной муки характеризуется следующими показателями:

    • массовая доля сухих веществ, %, не менее - 85,0;

    • массовая доля клейковины сырой, %, не менее - 30,0;

    • массовая доля крахмала, %, не менее - 68,0.

     

    Пшеничный сухой крахмал вырабатывается в соответствии с отраслевой НД и должен соответствовать следующим показателям:

    • запах - без постороннего запаха;

    • цвет - белый, белый с желтоватым оттенком в зависимости от сорта;

    • вкус - соответствующий пшеничному крахмалу;

    • массовая доля влаги, %, не более-13;

    • массовая доля золы, % СВ - 0,20-0,50 (в зависимости от сорта);

    • массовая доля протеина (N х 5,7) в пересчете на АСВ, %, не более - 5,0;

    • прочие показатели.

     

    Качество сухой клейковины по ГОСТ Р 31934-2012 Глютен пшеничный. Технические условия :

    Действующий Настоящий стандарт распространяется на пшеничный глютен, получаемый при комплексной переработке зерна пшеницы.

    Пшеничный глютен применяют в различных отраслях пищевой промышленности, на предприятиях общественного питания, в производстве кормов для домашних и сельскохозяйственных животных

  • цвет-светло-серый;
  • запах - без постороннего запаха;
  • массовая доля влаги, %, не более - 10;
  • массовая доля протеина (N х 5,7) в пересчете на абсолютно сухое вещество АСВ, %, не менее - 75;
  • прочие показатели (в том числе растяжимость клейковины).
  •  

     

    Новая схема производства пшеничного крахмала и клейковины при переработке пшеничной муки (короткозамкнутый процесс).

    В процессе производства пшеничного крахмала получаются отходы: экстракт (замочная вода), мезга и глютен (клейковина).

    В настоящее время производство крахмала из пшеницы организовано по короткозамкнутой схеме, разработанной ЦНИИКППом ещё в 1956-1959 годах. По этой схеме потери сухого вещества зерна снижаются на 1-2% и значительно увеличивается выход крахмала 65-67%

    Очищенное зерно замачивают в замочных чанах, соединённых в диффузионную батарею 1, в течение 36-48 часов при температуре 48-50 °С. Перед выгрузкой зерно обрабатывают сернистойыв кислотой с содержанием 0,25% сернистого ангидрида, а затем промывной водой с температурой 45 °С. Замочная вода (экстракт) периодически отбирается из чана с свежезагруженным зерном.

    Замоченное зерно подвергают двухкратному дроблению. Кашка, освобожденная от молока, подается для окончательного измельчения на жернова 5, затем кашка обезвоживается на вакуум-фильтрах 6 - основном узле в схеме. Фильтрат с вакуум-фильтров 6 после отделения крахмала на гидроциклонной 7 и подогрева до 47 °С на решофере 8 подается на замочную батарею 1, где используется как промывная вода. Вода после промывки зерна подается в башню 2, где насыщается серным ангидридом и в виде кислоты подается на замочку.

    В процессе отцеживания на вакуум-фильтрах из кашки отделяется 65-75% растворимых веществ зерна, которые и переходят в фильтрат, возвращаемый на замочку.

    Сепаратор для выделения крахмала из рафинированного крахмального молока и освобождения крахмала от белковых примесей

    ПСБ от тульского завода Плава

    После отделения из отцеженой кашки крупной и мелкой мезги 9 крахмальное молоко направляется для отделения белковых веществ на станцию 11, 12, 13 центробежных сепараторов ПСБ.

     

    Основное разделение крахмала и глютена проводят на тех же сепараторах в три стадии.

     

    Сепаратор для концентрирования глютена

    ПСА-3 от тульского завода Плава 

    Верхний сход первой стадии - глютен концентрируют на сепараторах ПСА-3 позиция 15 в две стадии и направляют в кормовой цех. Осветленную воду используют для промывания мезги 10.

    Очищенный пшеничный крахмал , полученный на сепараторах третьей стадии 13, содержит 0,5% глютена. Крахмал промывают на вакуум-фильтрах 16 чистой водой, а фильтрат направляют как промывную воду на сепараторы 13. Промывная вода идёт через сепараторы 13, 12, 11 противотоком.

    В результате замочки зерна получается жидкий экстракт, содержащий 6-7% сухих веществ, к который является отходом производства. Обычно экстракт от замочной батареи в чистом виде используют для выращивания кормовых дрожжей.

    При получении пшеничного крахмала на кукурузо-крахмальных заводах процесс замачивания , по исследованиям ЦНИИКППа, несколько изменяется: концентрация сернистой кислоты в замочной воде должна быть не менее 0,4%, продолжительность замачивания зерна - около 30 часов.

    Установлено, что экономически выгодно переработка пшеничной муки 85% помола на картофель-паточных и крахмальных заводах. При этом целесообразно использовать менее ценную для хлебопечения пшеницу - с малым содержанием клейковины. Схемой предусматривается щелочное диспергирование муки.

    Отходы такого пшенично-крахмального производства содержат 5-10% сухих веществ.

     

    Полезная ссылка: Комплексная переработка зерна на спирт с одновременным производством глюкозно-фруктозного сиропа и глютена

    Полезная ссылка: Крахмальная патока ГОСТ 52060 вместо производства спирта на спиртовом заводе

    Полезная ссылка: Производство кристаллической глюкозы (декстрозы) из пшеничного крахмала по ГОСТ

    .

    Назад, на главную страницу

     

     

     

     

     
    Hosted by uCoz