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:

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 на 3х фазном трикантере представлена на рисунке.

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

Смесь побочных продуктов крахмального производства - мезги, пентозанов и Б-крахмала (т.е. 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 .

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.

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. главу ниже).

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.

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.

video Схема работы барабанного вакуум-фильтра

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.

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.