Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

1. Общие сведения о крахмале и крахмалопродуктах

2. Технология производства картофельного крахмала

3. Модифицированные крахмалы

4. Производство кукурузного крахмала

5. Производство тапиокового крахмала

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Пищевая и перерабатывающая промышленность России - одна из стратегических отраслей экономики, призванной обеспечить устойчивое снабжение населения необходимыми по количеству и качеству продуктами питания. На пищевую и перерабатывающую промышленность, насчитывающих более 28 тысяч различных объединений, акционерных обществ, предприятий и цехов (количество которых за последние годы увеличилось в 3,5 раза) с численностью рабочих около 1,5 миллионов человек, приходящейся более половины продовольственного оборота.

Эти отрасли вырабатывают практически все необходимые для населения продукты питания, в том числе и производство продуктов из картофеля.

Свойства картофеля, как ценного продукта питания человека, в котором в оптимальном соотношении присутствуют органические и минеральные вещества, известные давно. В нем содержатся практически все химические элементы, необходимые человеку. Благодаря своим вкусовым, пищевым, и кулинарным качествам, картофель стал продуктом почти повседневного употребления в течении года. Таким образом картофель является необходимым ценным продуктом в рационе человека.

В настоящее время, на выращивании картофеля, в основном специализируются крестьянские и фермерские хозяйства. Сложившаяся ситуации в экономике, постоянный рост цен на материально-технические ресурсы, транспортные ресурсы, энергоресурсы и другие, а также малоэффективное вмешательство государства в развитие агропромышленного комплекса, вынуждает эта хозяйства реализовывать свою сельскохозяйственную продукцию оптом по минимальным ценам. Примером могут послужить следующие сведения: в 1999 году индивидуальными хозяйствами было выращено 92% общего сбора этой картофельной культуры.

1 . Общие сведения о крахмале и крахмалопродуктах

Крахмал - сложный углевод, образующийся в растениях и откладываемый ими в качестве запасного питательного вещества. Химическая формула (C6H10O5)n. Он хорошо переваривается и усваивается организмом человека. Благодаря разнообразию своих свойств, способности к их изменениям крахмал применяют в разных пищевых производствах (кондитерском, хлебопекарном, колбасном и др.), в кулинарии, для выработки крахмалопродуктов, в непищевых отраслях (парфюмерной, текстильной и др).

Калорийность 100г крахмала 350 ккал. В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, называемых крахмальными зернами. Крахмальные зерна разных растений характеризуются определенной формой, строением, размерами. По этим признакам можно установить вид крахмала.

Крахмал - природный полимер, молекула которого состоит из остатков глюкозы. При расщеплении молекулы крахмала образуются более простые углеводы - декстрины, мальтоза, глюкоза. Этот процесс называется осахариванием и может происходить под действием ферментов или минеральных кислот (HCl, H2SO4).

Крахмалу свойственно набухание - это способность медленно и в определенной мере впитывать холодную воду, не растворяясь в ней. Если набухание происходит при повышенной температуре, то образуется клейстер. Температура клейстеризации различных крахмалов находится в пределах 60-70°С. Наиболее вязким является клейстер из картофельного крахмала. Крахмал производят из различного растительного сырья. Наиболее распространен крахмал картофельный. Еще сырьем для изготовления крахмала могут служить кукуруза, пшеница, рис.

К крахмалопродуктам относятся саго, модифицированные крахмалы, патока, глюкоза. Саго это крупа в виде высушенных округлых комочков оклейстеризованного крахмала. Его применяют для приготовления супов, запеканок, начинок, каш. Модифицированные крахмалы предназначены для определенных производств. Модификация позволяет получать крахмалы жидкокипящие, набухающие, экструзионные и др. Например набухающие крахмалы при контакте с водой поглощают ее значительно больше чем обычный. Применяют их в производстве пудингов, сухих смесей кексов, производстве сбивных кондитерских изделий, мясных полуфабрикатов (как связующие вещества и стабилизаторы влажности). Патока продукт неполного кислотного или ферментативного гидролиза крахмала. Это густая, вязкая, бесцветная или с желтоватым оттенком жидкость сладковатого вкуса. Используется только для промышленной переработки как антикристаллизатор сахарозы, повышает вязкость сиропов, задерживает черствение и высыхание хлеба и пряников, уменьшает сладость. Патоку также используют при приготовлении карамели, халвы, варенья, ликеров. Виды патоки и доля содержания в них различных сахаров приведены в таблице 1.

Таблица 1. Виды патоки и содержание в ней различных сахаров

Глюкоза - продукт полного гидролиза крахмала. Она производится разной степени очистки: кристаллическая, медицинская, пищевая, техническая. Это продукт сладкого вкуса. Ее используют для производства витамина С, медицинских препаратов, добавляют в конфеты и другие кондитерские изделия.

Крахмал - основная часть важнейших продуктов питания: муки (75 - 80%), картофеля (25%), саго и др. Энергетическая ценность около 16,8 кДж/г.

Он является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде. Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, - (C6H10O5)n, но его молекулы более разветвленные. Особенно много гликогена содержится в печени (до 10%). В организме гликоген является резервным веществом, которое превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетках.

В промышленности крахмал путем гидролиза превращают в патоку и глюкозу. Для этого его нагревают с разбавленной серной кислотой, избыток которой затем нейтрализуют мелом. Образовавшийся осадок сульфата кальция отфильтровывают, раствор упаривают и выделяют глюкозу. Если гидролиз крахмала не доводить до конца, то образуется смесь декстринов с глюкозой - патока, которую применяют в кондитерской промышленности. Получаемые с помощью крахмала декстрины используются в качестве клея, для загустения красок при нанесении рисунков на ткань.

Крахмал применяют для накрахмаливания белья. Под горячим утюгом происходит частичный гидролиз крахмала и превращение его в декстрины. Последние образуют на ткани плотную пленку, которая придает блеск ткани и предохраняет ее от загрянения.

Крахмал и его производные также применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, в литейном и других производствах, а также в фармацевтической промышленности.

В нашей стране картофель имеет большое, разностороннее значение. Его используют как пище-вую, техническую и кормовую культуру. В клубнях содержится око-ло 25% сухого вещества, в том числе 12-22% крахмала, 1,4-3% белка и 0,8-1% зольных веществ. В их состав входят различные витами-ны -- С, В (Вь 82, В 6), РР, К и каротиноиды.

Велико значение картофеля и как технической культуры. Он слу-жит сырьем крахмало-паточной, декстриновой промышленности, идет на производство глюкозы, спирта и др.

Картофель широко используют на кормовые цели. Особенно он ценен для свиней и молочного скота. Животным скармливают клубни, ботву и продукты промышленной переработки картофеля (барду, мез-гу). Питательная ценность 100 кг клубней эквивалентна 20-30 корм, ед., силоса из ботвы-- 8,5-9, свежей мезги-- 13,2, свежей барды -- 4 корм. ед. При урожае клубней 15 и ботвы 8 т/га общий выход кор-мовых единиц составляет около 5,5 тыс.

Как пропашная культура картофель служит хорошим предшественником яровых культур (яровая пшеница, кукуруза, свекла, ячмень, просо и др.). Ранние сорта его эффективны в занятом пару.

Картофель, как плодоовощная культура, неприхотливая, поэтому выращивается повсеместно, во всех регионах Российской Федерации, и является доступным сырьем, поэтому его переработка в промышленных условиях - прибыльный и выгодный бизнес, даже для тех предприятий, которые сами картофель не производят. Повышенный спрос на продукты из картофеля делают эту отрасль привлекательной для инвестирования.

Свежий картофель, правильно обработанный, сам по себе является товаром. Производство свежего продовольственного картофеля, реализуемого через розничную торговую сеть, может быть очень выгодно, так как не требует затрат на оборудование, а технологический процесс ограничен чисткой, мойкой и хранением. Кроме того из свежего картофеля вырабатывается:

Картофель сульфитированный,

Картофель сушеный,

Картофель хрустящий

Картофель замороженный (фри),

Мука, пюре, крупка,

Напитки,

Консервированный,

Крахмал,

Пельмени,

Котлеты,

Переработка картофеля способствует более полному использованию урожая и становиться важным источником обеспечения населения продовольствием. По сравнению со свежим картофелем продукты его переработки значительно легче хранить, транспортировать, они удобны в употреблении, кроме того, в процессе переработки резко снижается содержание нитратов в картофеле продуктах.

На прилавках магазинов около 40 лет назад появился «хрустящий картофель», 10 лет назад - чипсы со вкусовыми добавками и ароматизаторами. С изменением ритма жизни в городах появился спрос на очищенный сульфитированный картофель в вакуумной упаковке и полуфабрикаты - порезанный и подвергнутый глубокой заморозке картофель «фри», клецки, картофельные биточки.

Большой популярностью пользуются картофельный крахмал и сухое картофельное пюре. Применение сухого картофельного пюре в хлебопечении и кондитерской промышленности позволяет расширить ассортимент выпускаемых изделий, придать им необычный приятный вкус, увеличить сроки хранения. Картофельное сырье добавляется непосредственно в тесто для хлеба и хлебобулочных изделий или в качестве начинки.

В мировой практике широкое применение нашли обжаренные картофеле продукты, которые вырабатываются из картофельного полуфабриката (пеллет). Пеллеты представляют собой обезвоженный до 10-12% влажности продукт из смеси картофельного пюре, картофельного и модифицированного крахмала, муки, соли, вкусовых добавок.

Способы хранения картофеля:

Существуют полевой метод хранения и стационарный. Метод полевого хранения включает хранение в типовых и модернизированных буртах и траншеях и на постоянных буртовых площадках.

Метод хранения в стационарных хранилищах более современен. Основные типы хранилищ следующие:

С естественной вентиляцией, охлаждаемые наружным воздухом, за счет тепловой конвекции;

С принудительной вентиляцией, охлаждаемые наружным воздухом, подаваемым вентиляторами, в том числе - через штабель продукции по методу активного вентилирования;

Холодильники, т.е. хранилища с искусственным охлаждением;

Холодильники с контролируемой атмосферой.

Выбор способа хранения происходит в зависимости с его экономической оценкой.

Различные способы полевого хранения используются главным образом для хранения семенного картофеля, в основном в условиях сельскохозяйственного производства,

Стационарных хранилищ для картофеля еще недостаточно. На городских плодоовощных базах картофель сохраняют в основном в крупных хранилищах, а в весенний период - в холодильниках.

При загрузке картофеля в закрома стремятся не повреждать клубни. Недопустимо хождение непосредственно по насыпи, для этой цели применяют специальные трапы. Основной технологический недостаток хранения в закромах - образование значительного градиента температуры в результате отпотевания клубней в верхней зоне. Полностью предотвратить отпотевание можно, разместив клубни в мелкие ящики и сложив последние в продуваемые штабеля. Иногда клубни при этом опыливают сухим мелом.

Массовое хранение продовольственного картофеля выгоднее всего в хранилищах с активным вентилированием, загружаемых сплошным высоким слоем. При таком способе успешное хранение возможно только при условии загрузки здоровой, неповрежденной, стандартной продукции.

В стационарных хранилищах необходим повседневный контроль температуры и относительной влажности воздуха. Состояние картофеля в хранилищах определяют при отборе м товарном (клубневом) анализе проб. Такие анализы в зависимости от состояния продукции поводятся 1-3 раза в два месяца.

В весенне-летний период, когда среднесуточная наружная температура повышается до 8- 10 ` С и выше, удовлетворительно сохранить картофель можно только с применением холодильников. В них обычно загружают партии хорошо сохранившихся клубней для снабжения населения картофелем весной и летом, до поступления нового урожая. Картофель здесь размещают в ящиках или контейнерах. При выгрузке картофеля из холодильников клубни отепляют постепенно.

Завершающий этап хранения продовольственного картофеля - товарная обработка перед реализацией. Наиболее простой ее вид - ручная переборка с отбраковкой дефектных клубней. Разработаны совершенные механизированные линии по товарной обработке клубней с сортировкой, мойкой, сушкой и мелкой фасовкой, обеспечивающими высокое качество продукции. Такие линии устанавливают при группах из 8-12 хранилищ, в зависимости от их вместимости, в отдельном светлом и теплом цехе товарной обработки.

По объемам переработки картофеля на продукты питания первое место в мире занимают США. Где примерно 60 % валового сбора картофеля ежегодно подвергается переработке. Наибольшим спросом пользуются быстро-замороженные картофеле продукты - около 60 % всего объема производства. На долю готовых к употреблению обжаренных картофеле продуктов приходится 22 %, сушеных - 15% и консервированных - 3% объема производства.

Крупнейшим предприятием по производству картофельного пюре является фирма «Роллтон» на заводах «Ди Эйч Ви-С». Эти продукты являются высокоценным сырьем или полуфабрикатом не только для предприятий пищевой промышленности, но и для некоторых других отраслей (нефтяной, химической и др.)

Переработка картофеля, особенно в хрустящий картофель, чипсы, замороженный, «фри», пюре и крупку приобретает все большую популярность в России.

Несколько десятилетий назад переработка картофеля часто базировалась на государственных предприятиях и была организована в крупных населенных пунктах. Разрабатывались промышленные технологии производства и переработки картофеля. В настоящее время в России, в странах ближнего зарубежья, новые технологии, в том числе и энергосберегающие, осваиваются небольшими предприятиями - производителями и поставщиками пищевого оборудования.

Опыт фирм - поставщиков пищевого оборудования показывает, что производство продуктов питания из картофеля - выгодный и прибыльный бизнес. Затраты окупаются примерно через 3-5 месяцев после начала выпуска продукции, при условии наличия дешевого сырья, гарантированного рынка сбыта готовой продукции, бесперебойного производства с высокой производительностью.

2 . Технология производства картофельного крахмала

Как было сказано выше, крахмал можно изготовить, используя различное растительное сырье. При этом технология производства немного различна. В своей работе я подробно опишу технологию производства крахмала на примере картофельного.

От грязи и посторонних включений картофель отмывают на картофелемойке, потом подают на измельчение. Чем сильнее он будет измельчен, тем полнее будет выход крахмала из клеток, но при этом важно не повредить сами зерна крахмала. Сначала картофель двукратно измельчают на скоростных картофелетерках. Принцип их действия заключается в истирании клубней между рабочими поверхностями, образованными закрепленными на вращающемся барабане пилками с мелкими зубьями. На терках первого измельчения пилки выступают над поверхностью барабана на 1,5…1,7 мм, на терках второго измельчения - не более 1 мм. При втором измельчении дополнительно извлекают 3…5 % крахмала. Качество измельчения также зависит от состояния картофеля (свежий картофель измельчается лучше, чем мороженый или вялый).

После измельчения клубней, обеспечивающего раскрытия большей части клеток, получают смесь, состоящую из крахмала, почти полностью разрушенных клеточных оболочек, некоторого количества неразрушенных клеток и картофельного сока. Эту смесь называют картофельной кашкой. Крахмал, оставшийся в неразорванных клетках, теряется с побочным продуктом производства - картофельной мезгой. Этот крахмал принято называть связанным, а выделенный из клубней картофеля - свободным. Степень измельчения картофеля оценивают коэффициентом измельчения, который характеризует полноту разрушения клеток и количество извлечения крахмала. Его определяют отношением свободного крахмала в кашке к общему содержанию крахмала в картофеле. При нормальной работе он не должен быть меньше 90 %. Для повышения качества крахмала, его белизны и предупреждения развития микроорганизмов в картофельную кашку добавляют диоксид серы или сернистую кислоту.

В состав азотистых веществ сока входит тирозин, который под действием фермента тирозиназы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые могут сорбироваться зернами крахмала и снижать белизну готовой продукции. Поэтому сок отделяют от кашки сразу же после измельчения. Для выделения песка из крахмальной суспензии и отделения мезги с картофельным соком используют гидроциклоны. Принцип их действия основан на возникающей при вращении центробежной силе. В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37…40 %. Ее называют сырым картофельным крахмалом.

Для высушивания крахмала наиболее часто используют непрерывно действующие пневматические сушилки разной конструкции. В основу их работы положен принцип сушки разрыхленного крахмала в движущемся потоке горячего воздуха. Выход готового крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами. В связи с этим содержание крахмала в картофеле, поступающем на переработку, нормировано стандартом и должно составлять не менее 13…15 %, в зависимости от зоны возделывания.

При производстве крахмала предусмотрен его выпуск в двух формах: сухой и сырой картофельный крахмал. Количество сырого картофельного крахмала определяют в соответствии с ОСТ 10-103-88. Различают сырой крахмал марки А и марки В с влажностью 38 и 50 % соответственно. В зависимости от качества (цвета, наличия вкраплении, постороннего запаха) сырой крахмал подразделяют на три сорта - первый второй и третий. Сырой крахмал - скоропортящийся продукт и длительному хранению не подлежит, для консервации можно использовать диоксид серы 0,05 %-ной концентрации.

Сухой крахмал фасуют в мешки и мелкую упаковку. Картофельный крахмал упаковывают в двойные тканевые или бумажные мешки, а также мешки с полиэтиленовыми вкладышами массой не более 50 кг. По качеству крахмал, в соответствии с требованиями ГОСТ 7699-78 «Крахмал картофельный» подразделяют на следующие сорта: «Экстра», высший, первый и второй. Влажность крахмала должна быть 17…20 %, содержание золы 0,3…1,0 %, кислотность 6…20 в зависимости от сорта. Содержание сернистого ангидрида не более 0,005 %. Важный показатель, характеризующий чистоту и белизну крахмала, - количество крапин на 1 квадратный дм при рассмотрении невооруженным глазом. Для «Экстра» - 80, для высшего - 280, для первого - 700, для второго не нормируется. Крахмал второго сорта предназначен только для технических целей и промышленной переработки. Гарантийный срок хранения крахмала 2 года со дня выработки при относительной влажности воздуха не более 75 %.

3 . Модифицированные крахмалы

Набухающий крахмал получают высушиванием клейстера на специальных сушилках с последующим измельчением пленки в порошок, частицы которого набухают при смачивании водой и увеличиваются в объеме. Набухающий крахмал используют в пищевой промышленности (продукты быстрого приготовления, стабилизаторы и загустители).

Окисленный крахмал получают путем окисления крахмала различными окислителями. В зависимости от способа окисления продукция имеет различную вязкость и желирующую способность. Ее применяют в бумажной промышленности для повышения прочности бумаги в качестве дубильного вещества, а при низкой степени окисления (до 2 %) в пищевой промышленности.

Желирующий крахмал - один из видов окисленного крахмала; получают обработкой крахмальной суспензии перманганатом калия в кислой среде. Применяют в качестве желирующего средства взамен агара и агароида.

У крахмала глюкозидные остатки содержат ряд реакционных групп у разных углеродных атомов. Способность этих групп вступать в реакции замещения используют для производства замещенных крахмалов. Монокрахмалфосфаты образуют стабильные клейстеры, отличающиеся повышенной прозрачностью, устойчивостью к замораживанию и оттаиванию. Дикрахмалфосфаты образуют клейстеры, устойчивые к нагреванию и механическому воздействию. Их используют при производстве майонезов, кондитерских изделий, салатных приправ, мясных изделий и др.

Ацетилинированный крахмал (ацетат крахмала) обладает способностью образовывать стабильные прозрачные клейстеры, при высыхании которых образуются прочные пленки. В пищевой промышленности их используют в качестве загустителей.

4 . Производство кукурузного крахмала

В общих чертах, процесс переработки кукурузы можно описать так: очищенная кукуруза размягчается в горячей воде, содержащей серу. При грубом помоле отделяется зародыш, а при тонком разделяются клетчатка и крахмал. Сход с мельниц очищается от глютена и многократно промывается в гидроциклонах для удаления последних следов протеина и получения качественного крахмала.

ОЧИСТКА. Сырьём для мокрого помола является обмолоченная кукуруза. Зерно проверяют и удаляют початки, солому, пыль и инородные материалы. Обычно очистка проводится дважды перед помолом. После второй очистки кукурузу делят на порции по весу и закладывают в бункеры. Из бункеров она гидравлически подаётся в замочные чаны.

ЗАМАЧИВАНИЕ. Правильное замачивание является необходимым условием высокого выхода и хорошего качества крахмала. Замачивание проводится в непрерывном противоточном процессе. Очищенная кукуруза загружается в батарею больших замочных ёмкостей (чанов), где она набухает в горячей воде около пятидесяти часов. Фактически, замачивание является контролируемой ферментацией, и добавление 1000-2000 ppm диоксида серы в замочную воду помогает управлять этой ферментацией. Замачивание в присутствии диоксида серы направляет ферментацию посредством ускорения роста благоприятных микроорганизмов, предпочтительно лактобактерий, с одновременным подавлением вредных бактерий, плесени, грибков и дрожжей. Растворимые вещества экстрагируются, а зёрна размягчаются. Зёрна увеличиваются в объёме более чем вдвое, содержание влаги в них возрастает примерно с15% до 45%.

ВЫПАРИВАНИЕ ЗАМОЧНОЙ ВОДЫ. Замочную воду сливают с зерна и конденсируют в многоступенчатой выпарной установке. Большинство органических кислот, образующихся во время ферментации, летучи и испаряются вместе с водой. Следовательно, конденсат с первой ступени выпарной установки необходимо нейтрализовать после утилизации тепла подогревом воды, поступающей на замачивание. Истощённая замочная вода, содержащая 6-7% сухих веществ, непрерывно отводится для последующей концентрации. Замочная вода конденсируется в самостерильный продукт - питательное вещество для микробиологической промышленности, или концентрируется приблизительно до 48% сухих веществ и смешивается и высушивается вместе с клетчаткой.

ПРОИЗВОДСТВО SO2. Для замачивания и размягчения кукурузного зерна и управления микробиологической активностью в течение процесса применяют сернистую кислоту. Диоксид серы получают, сжигая серу и поглощая образующийся газ водой. Абсорбция происходит в абсорбционных колоннах, где газ орошается водяными брызгами. Сернистая кислота собирается в промежуточные ёмкости. Диоксид серы можно также хранить в стальных баллонах под давлением.

ОТДЕЛЕНИЕ ЗАРОДЫША. Размягчённые зёрна разрушаются на абразивных мельницах для снятия оболочки и разрушения связей между зародышем и эндоспермом. Для поддержания процесса мокрого помола добавляется вода. Хорошее замачивание гарантирует свободное отделение неповреждённого зародыша от зёрен в процессе мягкого помола без выделения масла. Масло составляет половину веса зародыша на этой стадии, и зародыш легко отделяется центрифужной силой. Лёгкие зародыши отделяется от основной суспензии на гидроциклонах, предназначенных для отделения первичного зародыша. Для полного разделения поток продукта с остатками зародыша подвергается повторному помолу с последующей сепарацией на гидроциклонах, которая эффективно удаляет остаточный - вторичный - зародыш. Зародыши многократно промывают в противотоке на трёхступенчатом сите для удаления крахмала. Чистая вода добавляется на последней ступени.

СУШКА ЗАРОДЫША. Поверхностная вода удаляется с зародышей на коническом червячном прессе. Обезвоженные и очищенные зародыши подаются на вращающийся осушитель с паровыми трубами, где высушиваются до влажности приблизительно 4%. Низкое содержание влаги увеличивает срок хранения. Оставшиеся волокна отделяются от высушенных зародышей с помощью пневматического сепаратора и поступают в элеватор для клетчатки. Зародыши пневматически транспортируются в элеватор для зародышей, готовые к упаковке или дальнейшей переработке.

КУКУРУЗНОЕ МАСЛО. Для выделения сырого масла из зародыша применяются отжим на механических прессах и экстракция растворителями. Сырое масло затем рафинируется и фильтруется. Типичный выход на тонну кукурузы составляет 27 кг масла. Во время рафинирования удаляются свободные жирные кислоты и фосфолипиды. Очищенное кукурузное масло находит применение как пищевое и кулинарное, или в качестве растительного сырья в производстве маргарина. Рафинированное кукурузное масло имеет приятный вкус и не распространяет неприятных запахов при приготовлении пищи и жарке. Высокое содержание полиненасыщенных жиров является преимуществом с диетической точки зрения. Остающийся после извлечения масла молотый зародыш служит кормом для скота.

ТОНКИЙ ПОМОЛ И ПРОСЕИВАНИЕ. После отделения зародыша сход с мельницы подвергается тонкому помолу на жерновых мельницах или ударных дробилках с целью извлечения крахмала и глютена из клеток эндосперма.

СУШКА КЛЕТЧАТКИ. Обезвоженная клетчатка после отжимного пресса может смешиваться с концентрированной замочной водой и высушиваться на роторной сушилке до влажности приблизительно 12%. Сухая клетчатка измельчается в молотковой дробилке и пневматически транспортируется в элеватор, готовая к упаковке. Сушка облегчается посредством рециклинга порошка. Клетчатка включается в качестве основного компонента в корма для животных.

ПЕРВИЧНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ГЛЮТЕНА И КРАХМАЛА. Сырое крахмальное молочко с обезвоживающего сита, предшествующего тонкой мельнице, и с первой ступени промывки клетчатки объединяют. Сырое крахмальное молочко содержит крахмал, глютен и растворимые вещества. Оно поступает в первичный сепаратор через тонкое сито и циклон. Разница в плотности делает возможным использование центрифужной силы для непрерывной сепарации. Глютен попадает в восходящий поток, а крахмал - в исходящий.

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ И ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ГЛЮТЕНА. Первичный восходящий поток из сепаратора, содержащий в основном протеин и растворимые вещества, концентрируют на непрерывном центрифужном сепараторе… Восходящий поток используется в качестве оборотной воды. Нисходящий поток, в котором содержится в основном протеин и небольшое количество крахмала, подаётся на участок обезвоживания глютена. Поток глютена содержит 60 и более процентов протеина. Оборотная вода из концентратора глютена и с фильтра собирается и используется для промывки зародышей и клетчатки, а также для замачивания.

СУШКА ГЛЮТЕНА. Глютеновая суспензия обезвоживается на вакуумном ленточном фильтре. Лента фильтра постоянно омывается фильтратом под высоким давлением. Обезвоженный глютен высушивается в роторной сушилке до влажности около 10% и измельчается в молотковой мельнице. Сушка облегчается посредством рециклинга порошка. Сухой глютен пневматически подаётся в элеватор, готовый к упаковке. Глютеновая мука содержит до 60% протеина. Она является важным источником метионина. Высокое содержание ксантофилла, обычно 500 ppm, делает глютен эффективным пигментирующим ингредиентом в птицеводстве.

ОЧИСТКА КРАХМАЛА. Крахмальное молочко очищают, промывая чистой свежей водой. С помощью гидроциклонов можно уменьшить содержание клетчатки и растворимых веществ, включая растворимый протеин, до низких уровней при использовании минимального количества свежей воды. Для экономии воды промывка ведётся в противотоке, т.е. поступающая свежая вода используется на самой последней ступени, а восходящий поток с неё вторично поступает для разведения на предыдущую ступень, и так далее. Восходящий поток с первой ступени, содержащий в основном протеин, немного крахмала и другие примеси, поступает в первичный сепаратор. В сильных гравитационных полях циклона и центрифуги крахмал быстро оседает. Очистка основана на различии в плотности воды (1,0 г/мл), клетчатки (1,05 г/мл) и крахмала (1,55 г/мл). Несмотря на то, что некоторое количество примесей попадает вместе с крахмалом в нисходящий поток, это последняя возможность удалить более крупные частицы. Примеси, не удалённые этим путём, невозможно удалить никаким известным методом.

ЦЕНТРИФУГИ И ГИДРОЦИКЛОНЫ. В центрифуге гравитационная сила возникает при вращении барабана, и концентрация в исходящем потоке регулируется путём уравновешивания объёмов входящего и исходящего потоков. Входящий поток подбирается таким, чтобы в восходящем потоке достигалась необходимая концентрация. Количество и мощность форсунок регулируется исходящий поток. Объём исходящего потока и промывной воды весьма сильно зависят от ускорения, ограничивая, таким образом, кпд центрифуги. Пакет дисков, образующих узкие каналы, ограничивающие свободный пробег частиц в жидкости, делит внутреннее пространство барабана. Гидроциклон не имеет подвижных деталей, и разделение полностью зависит от разности давления по высоте циклона. Технологическое развитие и требования к качеству заставляют центрифуги уступить место гидроциклонам в процессе очистки кукурузного крахмала, однако центрифуги пока удерживают позиции на стадиях первичного разделения и концентрации глютена.

ОБЕЗВОЖИВАНИЕ КРАХМАЛА. Очищенное крахмальное молочко через переливную ёмкость сгружается в скребковую центрифугу для обезвоживания. Фильтрат после неё возвращается в цикл на стадию первичного разделения или на стадию очистки крахмала. Обезвоженный крахмал срезается порциями и сгружается под собственным весом в бункер мокрого крахмала.

СУШКА КРАХМАЛА. Из бункера мокрого крахмала крахмал поступает с помощью червячного конвейера с измерителем на установку быстрой сушки и высушивается горячим воздухом. Температура воздуха на входе в сушилку регулируется. Высушенный крахмал пневматически транспортируется в элеватор готовым к просеиванию и упаковке. Влажность кукурузного крахмала после сушки обычно составляет 12-13%. Перед поставкой потребителям крахмал просеивают на тонком сите для удаления чешуек, образующихся в червячном конвейере и т.п. Для защиты тонкого сита может быть установлено грубое с большими отверстиями.

5 . Производство тапиокового крахмала

КАЧЕСТВО СЫРЬЯ. Как и все другие живые растения, клубневые нуждаются в воздухе для дыхания и жизни. Находясь в земле, клубни используют небольшое количество их собственного крахмала для поддержания жизненных функций до прихода весны. Это требует некоторого количества свежего воздуха, а дыхание является причиной повышения температуры. Когда клубни получают тепло, дыхание ускоряется, и рост температуры продолжается. Все большее количество крахмала используется для дыхания, и клубни, в конце концов, гибнут от перегрева. Неблагоприятные условия хранения снижают содержание крахмала и, в худшем случае, уничтожает сырье, делают его непригодным для производства. Следовательно, клубни должны в полном порядке быть доставлены на предприятие и переработаны в течение 24 часов после сбора урожая.

ПРИЁМ КЛУБНЕЙ. Первым этапом является взвешивание грузовиков на весовой платформе. Затем производят отбор проб образцов. Образцы клубней отмывают в лаборатории. Некоторые образцы взвешивают до и после мойки для определения процента механических загрязнений. Следующим этапом является определение содержания крахмала. Эти данные используются для расчета с фермерами и стимулирования поставки высококачественных клубней, богатых крахмалом. Клубни хранятся на приемном дворе, на бетонном полу. Двор может быть разделен на несколько бункеров, расположенных неподалеку от главного конвейера, выполняющего обработку в первую очередь клубней, прибывших ранее. На данном этапе клубни должны храниться в среднем в количестве 600-650 кг на м3. Главный конвейер представляет собой длинную горизонтальную ленту, находящуюся на 10-20 см ниже уровня пола. В больших хранилищах может быть несколько лент, питающих главный конвейер.

ОБРАБОТКА СЫРЬЯ. Во-первых, все стебли должны быть удалены. Это легче всего делать во время сборки урожая. Стебли будут помехой в процессе отделения крахмала, их наличие увеличивает массу волокон и неблагоприятно влияет на весь процесс. Земля, песок и гравий удаляются различными способами. Желательно использовать вращающийся колосниковый грохот для сухой очистки стеблей перед мойкой. Из бункера клубни поступают на колосниковый грохот. После очистки на грохоте стебли поступают на мойку. Может быть использована гребковая моечная машина, но ротационная машина показала свою эффективность в производстве картофельного крахмала. Окончательное удаление грязи является меньшей проблемой, чем удаление песка и камней. Земля обычно содержит значительное количество различных веществ, которые растворяются в воде во время мойки, что увеличивает расходы на очистку стоков.

ПРОМЫВКА ОБЛЕГЧАЕТ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ. Земля и грязь, не удаленные на стадии промывки, создают в дальнейшем проблемы в производственном процессе. Следовательно, эта стадия очень важна. Высококачественная промывка улучшает очистку, так как многие примеси сходны с крахмалом по плотности и размеру, поэтому промывка является единственной возможностью избавления от них. Трение в промывочных машинах важный фактор, определяющий качество. Количество примесей, налипающих на поверхности во время доставки, в большой степени зависит от погодных условий и почвы, где произрастали клубни. Гребковая мойка проходит в двух отсеках - с поддерживаемым уровнем воды и без такового. В ротационных моющих машинах объединены поливка с низким уровнем воды и постоянное удаление грязи и шелухи. Промывные воды могут повторно использоваться после фильтрации шелухи на барабанном грохоте и отстоя песка в бассейнах. Это уменьшает потери промывочной воды. Вымытые клубни перемещаются по контрольной ленте к станку предварительной резки. Здесь они рубятся на куски для равномерной подачи на тёрки.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ. Измельчение является первой стадией в процессе извлечения крахмала. Цель измельчения - открыть все клетки клубней и извлечь зерна крахмала. Полученная суспензия представляет собой смесь мякоти (клеточных оболочек), плодового сока и крахмала. В современных высокоскоростных измельчителях процесс проходит в одну стадию. При этом важную роль играет равномерное перемещение скребков по плотному потоку лежащих клубней. После измельчения цианистый водород освобождается и уходит вместе с соком и отработанной водой. Эти отходы могут быть сброшены в почву.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕРЫ. Клеточный сок богат сахаром и протеином. Когда разрушаются клетки, сок немедленно реагирует с кислородом воздуха, образуя окрашенные компоненты, которые могут адгезироваться крахмалом. На данном этапе прибавляется высококачественные газообразная двуокись серы или раствор бисульфита натрия. Большая восстановительная способность сернистых соединений предотвращает изменение окраски. Должно быть добавлено достаточное количество серы, чтобы изменить цвет пульпы и сока на светло-желтый.

ВЫДЕЛЕНИЕ. Принцип работы экстрактора крахмала. Клетки, разрушенные на тёрке, образуют фильтрующий слой, который удерживает крахмал. Поэтому необходима мощная промывка для освобождения крахмальных гранул от клеток. Для этого можно использовать воду, но современные экстракторы представляют собой закрытые системы, позволяющие использовать картофельный сок или оборотную воду с процесса рафинирования. Извлечённый крахмал уходит с экстрактора вместе с плодовым соком. Клетчатка может концентрироваться в дальнейшем на осушающем сите. Пульпа в этом случае сходит с сит влажной, с содержанием около 10-15% сухого вещества. Экстракция проходит на вращающихся конических ситах. Этот процесс требует использования высококачественных фильтровальных пластин, сделанных из коррозионно-устойчивой стали, выдерживающей сильное трение и воздействие химикатов. Пластины имеют высокую перфорацию, около 125 микрон в диаметре. Экстракция экономичный процесс. На конических фильтрах отмываются тонкие волокна, которые затем соединяются с мякотью и могут использоваться как корм для крупного рогатого скота.

ВЫПАРИВАНИЕ ГРУБОЙ СУСПЕНЗИИ КРАХМАЛА. Максимальное количество сока отделяется на нескольких гидроциклонах или центрифуге с соплом. Жидкая суспензия крахмала имеет концентрацию около 21 °Ве. Плодовый сок является побочным продуктом. Он может быть использован как удобрение в близлежащих хозяйствах.

ОЧИСТКА. Теперь необходимо очистить сырую крахмальную суспензию и удалить оставшийся плодовый сок и другие примеси. Этот процесс в большей или меньшей степени напоминает удаление мыльной воды во время стирки - происходит многократное выжимание и замачивание в чистой воде. Процесс полоскания проходит в несколько приемов, пока вода после промывки не станет чистой. Таким образом, крахмальная суспензия несколько раз разбавляется и концентрируется снова и снова. Использование гидроциклонов делает возможным уменьшение концентрации волокон и сока с применением минимального количества чистой воды. При хороших расчетах можно сэкономить воду, используемую для полоскания. Для экономии промывочной воды процесс проходит во встречном потоке - то есть чистая вода поступает только на последнем этапе, а избыток воды используется для разведения на предыдущем и так далее. Увеличение количества ступеней очистки на гидроциклонах может значительно сэкономить чистую воду. Это одно из преимуществ использования гидроциклонов. Наилучшее решение - двойная линия очистки. В сильных гравитационных полях гидроциклона и центрифуги крахмал хорошо осаждается, в то время как оставшиеся волокна остаются взвешенными в воде. Волокна с налипшими пузырьками воздуха становятся легче воды и устремляются к переливному краю. Волокна, окруженные крахмальными гранулами, тяжелее, они устремляются к нижнему сливу и смешиваются с крахмалом. Плодовый сок разбавляется водой и уходит с водной фазой. Рафинирование основано на различии в плотностях между водой, волокнами и крахмалом: плотность крахмала 1,55 г/мл, волокон - 1,05; воды - 1,00; песка и почвы около 2 г/мл. При создании водяного потока, движущегося с крахмалом, большая часть волокон, плавающих в воде, может быть увлечена через верхний слив. Почва, песок, плесень имеют одну плотность или тяжелее крахмала, и невозможно отделить эти частицы от крахмала с помощью центробежной силы. Поэтому так важно отделить как можно большее число загрязнений с поверхности клубней на стадии промывки. Если их начальная концентрация слишком большая, даже светлые и легкие частицы могут остаться и создать условия для закупорки потока. Так как некоторое количество примесей уходит вместе с крахмалом через нижний слив, используется сито для удаления самых крупных частиц. Примеси, не удаленные этим путем, не могут быть удалены никаким известным способом.

ГИДРОЦИКЛОНЫ. В гидроциклоне отсутствуют движущиеся части, и процесс разделения полностью зависит от различия давления в циклоне. Для удаления плодового сока гидроциклоны намного эффективнее центрифуг благодаря большому коэффициенту разведения, достигаемому в многоступенчатом процессе. Крахмал наиболее чистый среди всех сельскохозяйственных продуктов. На самом деле, чистота является важнейшим параметром при выборе продукции. Незначительное количество сока остается в крахмале.

СУШКА И ПРОСЕИВАНИЕ. Очищенное крахмальное молоко обезвоживается на непрерывно вращающихся вакуумных фильтрах или группе центрифуг. Сырой крахмал высушивается в быстрых сушилках горячим воздухом. Температура входящего воздуха должна быть умеренной. Высокая температура может увеличить растворимость крахмала в холодной воде. Влажность тапиокового крахмала после сушки находится в пределах 12-13%.

Заключение

Растения, являющиеся источниками крахмала, всегда были важной частью рациона питания человека, дающей 70-80% потребляемых калорий. Благодаря широкой распространённости этих растений, а также из-за низкой стоимости, лёгкости модификации и возобновляемости источников неудивительно, что нашлось много способов непищевого применения крахмала. В настоящее время крахмал используется в адгезивах, связующих, покрытиях, пенах, наполнителях, флокулянтах, пластиках, клеях и модификаторах вязкости.

Крупнейшим потребителем крахмалов является бумажная промышленность, получающая более 60% всего производимого крахмала. Ещё 15% использует пищевая промышленность и столько же - все остальные, вместе взятые, потребители. Адгезивы на основе крахмала составляют приблизительно 60% от общего количества натуральных адгезивов. В последние два десятка лет пластики на основе крахмала нашли применение в качестве упаковочных материалов, плёнок для мульчирования и составов для изготовления одноразовых изделий.

Список использованной литературы

1. Технология переработки продукции растениеводства / Под ред. Н.М. Личко. - М.: Колос 2000 Серия «Учебники и учеб. Пособия для студентов ВУЗов».

2. Г.Н. Кругляков; Г.В. Круглякова. Товароведения продовольственных товаров. Изд. Центр «Март» Ростов на Дону 2000.

3. Товароведение пищевых продуктов / Под ред. В.Е. Михаленко. Издательство «Экономика» 1989.

4. Брозовский Д.И., Борисенко И.М. Основы товароведения. - М.: «Экономика», 1988.

5. Е. П. Широков “Технология хранения и переработки плодов и овощей с основами стандартизации”, М.: Агропромиздат, 1988 г.

6. Основы технологии с/х производства - В.С. Никляев;

7. Технология производства продукции растениеводства Фирсов.

Подобные документы

Характеристика технологии производства сырого картофельного крахмала, условия хранения картофеля, доставка и его взвешивание. Особенности измельчения картофеля для получения кашки и выделения из нее сока. Типология крахмалов: расщепленные, замещенные.

курсовая работа , добавлен 19.01.2010


Синтетические композиционные биоразлагаемые пластики. Биоразлагаемые пластические массы на основе крахмала. Органолептические и физико-химические показатели модифицированного крахмала. Методика рентгеноструктурного анализа, биоразложение в почве.

дипломная работа , добавлен 18.02.2011


Разработка проекта технологической линии по производству кукурузного масла. Характеристика продукта, ассортимента, показателей качества и сырья, применяемого в производстве. Подбор технологического оборудования и анализ оптимальной технологической схемы.

курсовая работа , добавлен 22.12.2010


Общие сведения о древесно-полимерном композите - составе, содержащем полимер (химического или натурального происхождения) и древесный наполнитель. Производство профилированного погонажа из древесно-полимерного композита, применяемое оборудование.

курсовая работа , добавлен 19.07.2015


Общие сведения о трубах, их виды, размеры и особенности установки. Оборудование для производства современных труб водоснабжения и газоснабжения, основные материалы для их изготовления. Технология и установки для производства полиэтиленовых труб.

реферат , добавлен 08.04.2012


Общие сведения и характеристика участка цветного литья. Технология и этапы изготовления художественной отливки "Фортуна". Экономика, организация и планирование производства на исследуемом предприятии, принципы формирования системы охраны труда на нем.

отчет по практике , добавлен 03.11.2011


Биохимическая технология получения спирта. Способы осахаривания разваренной массы, сбраживания зерно-картофельного сусла. Расчет продуктов спиртового производства. Подбор технологического оборудования. Учет и контроль производства. Расход воды и пара.

курсовая работа , добавлен 17.03.2015


Общие сведения и характеристика технологии производства на предприятии ОАО "Химический завод им. Л.Я. Карпова". Описание образующихся химических отходов, их упаковка, транспортировка и распределение. Соблюдение правил экологической безопасности.

курсовая работа , добавлен 10.06.2014


Описание теоретических основ. Сырьё. Технология производства меховых изделий. Оборудование, используемое в процессе производства. Требования, предъявляемые к качеству. Стандарты на правила приёмки, испытания, хранения и эксплуатации товара.

курсовая работа , добавлен 23.04.2007


Состояние экологической безопасности мартеновского производства, источники образования и выход отходов производства. Технология управления, обеспыливание отходящих мартеновских газов, аппараты и схемы очистки газов. Организация и технология производства.

Крахмал издавна применяется в кулинарии, в кондитерской промышленности и для других целей. В настоящее время из крахмала вырабатывают разнообразные по свойствам крахмалопродукты. Их используют в пищевой промышленности в качестве заменителей сахара, эмульгаторов, загустителей, стабилизаторов структуры, наполнителей, снижающих калорийность изделий. В кондитерском производстве необходимым сырьем являются крахмальные патоки, обладающие антикристаллизационным действием.

Для удовлетворения спроса на крахмал и крахмалопродукты создаются новые предприятия крахмалопаточной промышленности, увеличиваются ресурсы сырья.

Крахмал получают из запасающих органов растений, в которых он откладывается как резервный углевод. По внешнему виду - это сыпучий порошок белого или слегка желтоватого цвета. Энергетическая ценность 100 г крахмала (в кДж): картофельного - 1251, кукурузного - 1376. Крахмал хорошо переваривается и легко усваивается организмом.

Состав и основные свойства крахмала. В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, получивших название крахмальных зерен. В зависимости от вида растений, внешних условий в период формирования крахмальные зерна различаются строением, формой и размерами. По их внешнему виду при микроскопировании устанавливают происхождение крахмала или его однородность. Крупные зерна картофельного крахмала (от 15 до 100 мкм и более) имеют овальную форму и на поверхности бороздки, концентрически размещенные вокруг глазка - точки или черточки. Мелкие зерна - круглые. Крахмал, состоящий из крупных зерен, отличается более высоким качеством. Зерна крахмала, выделенные из роговидной части эндосперма кукурузы,- многогранные, из мучнистой - круглые. Товарный кукурузный крахмал составляют зерна величиной от 5 до 25 мкм с большим круглым глазком на поверхности. Для пшеничного крахмала характерно присутствие зерен двух фракций: крупных - от 20 до 35 мкм и мелких - от 2 до 10 мкм. Форма их плоская эллиптическая или круглая. Глазок, расположенный в центре, заметен только в крупных зернах. Крахмал ржаной и ячменный сходны по внешнему виду зерен с пшеничным. Рисовый крахмал состоит из наиболее мелких зерен - от 3 до 8 мкм, имеющих многогранную форму.

Плотность зерен крахмала (в кг/м 3): картофельного - около 1,65, кукурузного- 1,61. Масса 1 м картофельного крахмала влажностью 20 % - 650 кг.

Крахмал - природный высокополимер, состоящий из ос-Д-ангидроглюкозных остатков. Общая формула крахмала

Важнейшее свойство крахмала - способность подвергаться гидролизу под действием кислот и ферментов.

В состав крахмальных зерен входят две природные фракции крахмала - амилоза и амилопектин. В амилозе остатки глюкозы соединены в основном а-1,4-гликозидными связями.

Линейная или слабо разветвленная цепь амилозы способна благодаря а-1,4-гликозидным связям закручиваться в спираль с периодом в 6-7 остатков глюкозы. Спиралеобразное строение амилозы обусловливает ее способность образовывать комплексные соединения с йодом и некоторыми другими веществами. Полимеризация макромолекул амилозы различна - достигает 1000-6000 и более глюкозных остатков. Для амилопектина характерна разветвленная структура. В линейных участках остатки глюкозы связаны а-1,4, а в точках ответвлений - а-1,6-гликозидными связями. Степень полимеризации амилопектина значительно выше, чем амилозы.

Свойства этих полимеров различаются. Так, амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретро-градирует (осаждается) в виде труднорастворимого геля. Амилопектин набухает в воде и дает стойкие вязкие коллоидные растворы; он препятствует ретроградации амилозы в растворах крахмала. Благодаря способности амилозы образовывать упорядоченные кристаллические структуры из амилозной фракции крахмала получают эластичные пленки. В растворе амилоза окрашивается йодом в чисто синий цвет. Амилопектин дает с йодом фиолетово-красное окрашивание. В крахмале большинства растений на долю амилозы приходится 17-25%. В восковидных зернах кукурузы амилоза почти отсутствует.

В природных крахмалах помимо углеводов содержится 2-4 % Других веществ. Их присутствие существенно влияет на свойства товарного крахмала. В картофельном крахмале фосфорная кислота (0,25 %) образует эфиры с амилопектином и влияет на кислотность крахмала, удерживает катионы щелочных и щелочно-земельных металлов. Щелочные катионы обусловливают прозрачность и повышают вязкость крахмального клейстера, а щелочно-земель-ные снижают прозрачность и вязкость. Злаковые крахмалы содержат жирные кислоты (около 0,6 %), адсорбированные на полиса-харидной фракции. Они влияют на запах и цвет крахмала, ухудшают качество получаемых из него продуктов. В крахмальных зернах содержится аморфный белок. При производстве этих крахмалов, кроме того, частично остаются трудноотделямые примеси азотистых веществ.

Запах крахмала слабый, более выраженный у картофельного, содержащего эфирные масла (0,0001-0,1 %). Крахмал как запасной полисахарид присутствует в растительных клетках в водонера-створимой форме. Поэтому хорошо промытый, не подвергавшийся порче крахмал безвкусен.

Крахмальные зерна имеют кристаллическую структуру, способны к двойному лучепреломлению. Микрокристаллы крахмальных зерен образованы макромолекулами амилозы и амилопектина. На свойства крахмала влияет прочность валентных (водородных, эфирных) связей между ними. Внешний слой крахмальных зерен - оболочка - отличается от внутренних большей плотностью к внешним воздействиям.

В зависимости от строения и степени полимеризации макромолекул, прочности связей между ними, структуры и величины зерен крахмалы разного происхождения различаются по свойствам. Особенно значительны различия между крахмалом картофельным и злаковым - пшеничным, кукурузным и др. Микропористое строение крахмальных зерен обусловливает их высокую сорбционную способность. Благодаря гидрофильным свойствам амилозы и амилопектина крахмальные зерна при тонкопористой структуре очень гигроскопичны, особенно высока гигроскопичность картофельного крахмала.

Крахмал - гидрофильный высокополимер, его зерна набухают в воде. Большая набухаемость зерен также характерна для картофельного крахмала. Набухание сопровождается гидратацией макромолекул, ослаблением и разрушением водородных связей между ними. В холодной воде (до 40-45 °С) крахмал набухает ограниченно, зерна сохраняют первоначальный внешний вид. С повышением температуры крахмал поглощает больше воды, многократно увеличиваются объем зерен и вязкость суспензии. При этом структура зерен разрушается. Более растворимая часть крахмала переходит в раствор. Этот процесс получил название клейстеризации, а температура, при которой крахмальная суспензия приобретает наибольшую вязкость,- температуры клейстеризации. Дальнейшее повышение температуры приводит к снижению вязкости клейстера вследствие нарастающего разрушения связей между макромолекулами, их диспергирования. В табл. 23 указывается температура клейстеризации основных видов крахмала.

Углеводный состав крахмала влияет на вязкость клейстера. Амилозная фракция образует менее вязкие клейстеры, чем амило-пектиновая. Вязкость клейстеров картофельного крахмала значительно выше, чем кукурузного и пшеничного.

Крахмальные клейстеры достаточной концентрации (около 6-8%) после охлаждения переходят в студни, устойчивость которых зависит от способности амилозы к ретроградации. С повышением температуры ретроградация крахмального студня замедляется. Амилоза картофеля имеет меньшую скорость ретроградации, чем кукурузы и пшеницы. Студни из картофельного крахмала сохраняются дольше. Важным свойством студней является их прозрачность, определяемая свойствами амилопектина, наличием связанной с ним фосфорной кислоты, ионов щелочных или щелочноземельных металлов. Студень картофельного крахмала - прозрачный, бесцветный, тягучий; кукурузного - молочно-белого цвета, пастообразный. Для кулинарии более ценен картофельный крахмал, кукурузный - больше применяют в кондитерском производстве, перерабатывают в крахмалопродукты.

Производство крахмала. При переработке сырья вырабатывают сырой крахмал, не пригодный к длительному хранению, затем получают из него сухой крахмал и крахмалопродукты.

Для производства крахмала выращивают картофель крахмалистых высокоурожайных устойчивых к заболеваниям сортов. На качество вырабатываемого крахмала отрицательно влияют повышенное содержание в картофеле растительных белков, аминокислот, соланина. Белки, являясь пенообразователями, затрудняют промывку крахмальных зерен, загрязняют крахмал, осаждаясь на нем в виде хлопьев. Вследствие окисления аминокислоты тирозина образуются меланины. Они адсорбируются крахмалом и ухудшают его цвет. Тирозин также дает окрашенные соединения с ионами железа. Соланин - сильный пенообразователь. Зольные элементы, остающиеся в крахмале, влияют на вязкость и клеящую способность клейстеров.

Технология производства картофельного крахмала

Подготовка сырья к переработке (мойка, отделение посторонних примесей); измельчение клубней; выделение из полученной массы (кашки) картофельного сока и разорванных клеточных стенок (мезги); очистка крахмала от примесей.

Таблица 23

Картофель измельчают методом истирания или тонкого дробления, чтобы вскрыть клетки тканей клубня и высвободить крахмальные зерна. Измельченную массу направляют на центрифуги для отделения сока, способствующего потемнению крахмала, снижению вязкости клейстера, развитию микробиологических процессов. От мезги крахмал отмывают водой на ситовых аппаратах в несколько стадий. Новая технология крахмала основана на применении для разделения измельченной картофельной массы гидроциклонных установок, на которых под действием центробежной силы разделяют водную крахмальную суспензию и смесь мезги с картофельным соком.

На качество крахмала существенно влияет дальнейшая его очистка от мелких частиц мезги, остатков картофельного сока и прочих примесей, в том числе песка. Крахмальную суспензию рафинируют - очищают, пропуская через сита, гидроциклоны (для отделения песка). Крахмал отделяют от жидкости на осадительных центрифугах или гидроциклонах, снова промывают водой для удаления остатков растворимых веществ и механических примесей. На последних стадиях очистки крахмала вводят сернистую кислоту. Этим улучшают цвет крахмала, уменьшают в нем количество крапин - мелких темных включений, различаемых невооруженным глазом. После механического отделения воды получают сырой крахмал с влажностью около 50 %.

Производство кукурузного крахмала состоит из следующих стадий: замачивания зерна; дробления зерна; выделения зародыша; тонкого измельчения частей зерна; выделения и промывания мезги; разделения крахмала и белка; промывания крахмала.

Очищенное от примесей зерно замачивают в 0,2-0,3 %-ном растворе сернистной кислоты при температуре около 50 °С для размягчения и извлечения из него экстрактивных веществ. Замоченное зерно дробят на крупные части, водой вымывают свободный крахмал и отделяют зародыш, используемый для выработки кукурузного масла. Путем тонкого измельчения оставшихся частей зерна освобождают связанные крахмальные зерна. Полученную кашку промывают водой, отделяя мезгу на ситах. Образующееся при промывании кашки молоко является полидисперсной суспензией из зерен крахмала, глютена (нерастворимого белка), водного раствора экстрактивных веществ кукурузного зер«а, мелких частиц мезги и песка. Наиболее сложно отделить от зерен крахмала глютен, частицы которого меньше крахмальных зерен. Для этого применяют центробежные сепараторы, флотационные машины. Растворимые вещества удаляют, промывая крахмал на вакуум-фильтрах или шнековых центрифугах.

Для предотвращения развития микробиологических процессов в крахмальной суспензии должно содержаться не менее 0,1 % сернистой кислоты. В хорошо промытом крахмале не должно оставаться более 0,35-0,50 % нерастворимого белка, 0,10-0,15% золы и 0,05-0,1 % общих растворимых веществ. Эти примеси ухудшают качество продуктов, вырабатываемых из крахмала.

Разновидностью кукурузного крахмала является амилопектиновый, вырабатываемый из восковидных сортов кукурузы. Этот крахмал по своим свойствам близок к картофельному. Его используют в пищеконцентратной, кондитерской и других отраслях пищевой промышленности как стабилизатор и загуститель продуктов.

Производство пшеничного крахмала состоит из следующих операций: смешивания муки с водой; разделения крахмала и клейковины; очистки крахмала от примесей; освобождения клейковины. Крахмал вымывают из клейковины в тесте или разделяют суспензию, основываясь на разности плотностей крахмала и клейковины.

Сырой крахмал перед высушиванием дополнительно промывают, механическим обезвоживанием доводят влажность до 32- 38 %. Избыточную влагу крахмала удаляют до ее равновесного содержания высушиванием подогретым воздухом, предварительно освобожденным от пыли и других примесей. Условия сушки значительно влияют на качество готового крахмала. Крахмал, нагреваемый выше 45-50 °С, дает клейстеры пониженной вязкости. При температуре 60-70 °С сырой крахмал может клейстеризоваться, а при 80 °С зерна сухого крахмала растрескиваются и теряют блеск (люстр).

Высушенный крахмал просеивают для отделения крупки (слипшихся оклейстеризованных зерен), крупных комочков, случайных примесей и пропускают через магнитные сепараторы. Готовый крахмал упаковывают или хранят без тары в силосах - специальных емкостях.

Сырье для производства картофельного крахмала

В производстве используются технические и универсальные сорта картофеля среднего и позднего срока созревания с высоким содержанием крахмала и хорошей лежкоспособностью (100-150 суток). Наибольшее значение имеют сорта Октябренок, Берлихинген, Лорх, Вольтман, Лошицкий, из новых сортов - Темп, Белорусский крахмалистый и др.

В технических сортах картофеля урожайность составляет 250-350 ц, выход крахмала 45-60 ц с 1 га\ сорта устойчивы к болезням, вырождению, лежкие, клубни с тонкой кожурой, отличаются низким содержанием клетчатки, белковых веществ, соланина, сахара, пониженной активностью окислительных ферментов, крупным крахмальным зерном.

Хранение . Картофель хранят в течение 120-130 дней. Более длительное хранение нецелесообразно из-за возможной порчи сырья. Больные клубни использовать в производстве нежелательно, так как они вносят инфекцию, вызывают образование слизи, накопление азотистых веществ, пенение соковых вод, повышение кислотности; крахмал получается низкого качества.

Технологическая схема приготовления картофельного крахмала

Крахмал в виде зерен находится в клеточном соке клубней картофеля. Задача производства -выделить зерна крахмала из клеток, освободить их от клеточного сока и мезги, промыть, высушить, упаковать.

Основные операции в приготовлении крахмала . Подача картофеля в производство; мойка клубней, удаление тяжелых и легких примесей; измельчение картофеля на терках и получение кашки; выделение из кашки основного количества клеточного сока на центрифугах; вымывание свободного крахмала из кашки и получение крахмального молока; отделение соковой воды из крахмального молока; рафинирование крахмального молока - очистка от взвешенных примесей на ситовых аппаратах; промывание крахмала-разбавление и концентрирование крахмального молока для удаления растворимых веществ; механическое обезвоживание крахмала; сушка; отделка сухого крахмала (дробление, просеивание); упаковка и маркировка крахмала.

Получения крахмала высокого качества . Для получения крахмала высокого качества имеет значение тщательная мойка клубней, быстрое отделение клеточного сока от кашки и освобождение зерен от примесей, непродолжительное время сушки в заданном режиме - в начальном периоде при пониженной температуре 40-45°, досушка при 80°.

Готовый сухой крахмал упаковывают в мешки из льняной или джутовой ткани емкостью 50, 60, 70, 75 кг. Так как крахмал дает большой распыл, а крахмальные зерна способны проходить через самую плотную ткань, мешки проклеивают крахмальным клейстером и просушивают.

Упаковка . При упаковке сухого крахмала в бумажные многослойные мешки необходима дополнительная упаковка в тканевые мешки. Сухой крахмал фасуют в бумажные и целлофановые пакеты, в картонные коробки массой от 100 до 1000 г. Пакеты и коробки упаковывают в ящики емкостью 30 кг.

Побочные продукты

Побочными продуктами картофелекрахмального производства являются сухая мезга, концентрированный клеточный сок. Мезга используется на корм скоту, клеточный сок - на выработку кормовых дрожжей. Сточные воды обеззараживаются и направляются на орошение и удобрение полей.

Применение

С развитием промышленности крахмал стали применять в состав различных лекарственных средств: мази, присыпки и другие. В косметологии крахмал известен в качестве отбеливателя для кожи, он абсорбирует явные выделения сальных и потовых желез, оздоравливает кожу.

Картофельный крахмал полезен для приготовления вкусного киселя и других кулинарных шедевров. Также этот продукт используют для выпечки. В частности, он может частично заменить муку. Он придает изделиям из теста рассыпчатость.

При помощи этого вещества крахмалят постельное белье, так оно становится более жестким и держит форму.

Вред

Вредными считаются рафинированные крахмалы, полученные в процессе промышленного производства (имеется в виду привычный белый порошок). В процессе пищеварения они повышают уровень инсулина, что впоследствии приводит к атеросклерозу, различным гормональным нарушениям и патологии глазного яблока. Но помните, что вред крахмала будет сказываться только при высоком содержании этого порошка в продуктах, подвергающихся тепловой обработке.

Иногда это даже способствует развитию онкологических заболеваний. Ведь при высокотемпературной обработке в крахмале образуется ядовитое вещество. Об этом обязательно должны помнить любители чипсов и жареного картофеля.

Выпуск крахмала всегда оставался одним из перспективных направлений деятельности, поскольку этот продукт имеет не только пищевую ценность, но и находит применение во многих секторах промышленности. Оборудовав мини-завод и определившись с рынком сбыта, можно достаточно быстро окупить вложенные средства.

Характеристики производственного процесса

Характеризуя технологический процесс, следует отметить, что вне зависимости от того, из какого сырья производится крахмал – кукурузы, пшеницы или традиционного картофеля, основные операции являются идентичными:

• подготовка сырья – очистка от посторонних примесей, мойка, взвешивание;
• измельчение с целью приведения сырья в кашицеобразное состояние;
• отделение жидкой фракции;
• получение крахмала в свободном виде;
• рафинирование – очистка от частиц мезги;
• промывание;
• высушивание;
• фасовка;
• упаковка.

Операция измельчения картофеля обычно проходит в два этапа. На первом из них применяются пилки, имеющие высоту зубьев 1,5 мм. Второй этап – перетир предполагает использование более мелких пилок с зубьями в 1,0 мм.

Для того, чтобы крахмальный бизнес функционировал круглогодично, целесообразно приобрести установку по получению патоки по следующему алгоритму:

• гидролиз крахмала;
• фильтрация полученного раствора;
• обесцвечивание;
• упаривание сиропа для получения патоки с нормативной консистенцией;
• разливание патоки.

Сезонность получения крахмала, особенно из картофеля, обусловлена тем фактом, что хранится он без значительной потери качества не дольше семи месяцев.

Особенности, отличия от масштабных линий

Одним из мотивов, побуждающих установить мини-завод, ориентированный на выработку крахмала, является востребованность этого вида продукции. Отличает небольшое производство от крупномасштабных линий и еще ряд преимуществ.

Небольшой крахмальный завод является привлекательным для начинающих предпринимателей и по причине его мобильности. При необходимости такое производство можно установить в непосредственной близости от места произрастания нужного сырья, что значительно сокращает транспортные расходы.

Крахмальный завод

Необходимый материал, оборудование

Чтобы установить полноценный крахмальный завод, относящийся к разновидностям мини предприятий, достаточно площади около 75 кв. метров, чтобы оборудовать производственный цех и складские помещения. Особенное внимание должно уделяться оборудованию мест хранения сырья, необходимого для переработки.

Если нет возможности оборудовать их рядом с производством, целесообразно заключить договоры с фермерскими хозяйствами, у которых есть собственные складские площади, на своевременную поставку сырья, чтобы обеспечить бесперебойную работу оборудования.

Современная технологическая установка с максимальной автоматизацией позволяет получать крахмал четырех сортов, что значительно расширяет сектор потребления. К основному оборудованию мини-завода относятся следующие станки и механизмы:

• мойка;
• автоматические весы;
• промышленная терка;
• сборник кашицы;
• центрифуга;
• вакуумная сушка;
• упаковочное оборудование.

Наличию моечных машин, оборудованных песко-, ботво- и камнеловушками особое внимание уделяется, если переработке подвергается картофель. Он проходит несколько стадий мойки в течение почти 15 минут с целью получения полной очистки его поверхности от любого вида загрязнений. После мойки клубни взвешиваются с помощью автоматических весов, оборудованных откидным днищем. Вес поступающих партий регистрируется счетчиком.

Крахмал после центрифуги в соответствии с нормами ОСТ 18-158 может содержать влаги от 38 до 40% (марка А) или от 50 до 52% (марка Б). Он также делится по сортам в зависимости от качества. Этот продукт, так называемый сырой крахмал, не может подвергаться длительному хранению, поэтому он должен пройти стадию сушки.

Поскольку крахмал разных сортов можно получать не только из картофеля, но и из кукурузы и пшеницы, то целесообразно рассмотреть вариант комплексного использования оборудования, организовав поставки нескольких видов сырья.

Бизнес план

Учитывая, что на начальном этапе становления бизнеса проще обратиться к производству крахмала из привычного картофеля, целесообразно наладить прочные связи с поставщиками этого вида сырья. Основное внимание уделяется качеству клубней, которые должны быть здоровыми, лишенными повреждений, иметь огрубевшую кожицу. Только такой картофель сможет не утратить свои свойства в процессе хранения.

Впоследствии, установив длительные связи с потребителями, можно расширить производство, обратившись к выпуску продукции из кукурузы, а также пшеницы. Разрабатывая бизнес план, необходимо сразу ориентироваться на потребности в разных видах, а также сортах крахмала, который востребован в пищевой, бумажной, текстильной, фармацевтической промышленности.

Запуская крахмальный завод, следует продумать, какой штат работников сможет эффективно выполнять все необходимые операции. Нужны будут операторы, грузчики, кладовщики. Также потребуется технолог, бухгалтер, наладчик, водитель-экспедитор. Всего около двенадцати человек.

Себестоимость, окупаемость

Планируя начать собственный бизнес по изготовлению крахмала, например из картофеля, нужно быть готовыми к крупным первоначальным вложениям, поскольку оборудованный всеми механизмами мини-завод производительностью 1 т/час ∙ 8 часов ∙ 23 дня = 184 т/месяц будет стоить примерно 6000 тыс. рублей.

Ежемесячные затраты составят, тыс. рублей:

• арендная плата – 40;
• фонд зарплаты – 300;
• сульфат натрия – 5;
• транспортные расходы – 150;
• вода, электроэнергия – 152.

Финансовых средств на закупку сырья потребуется 5 ∙ 5000 ∙ 184 = 4600 тыс. рублей. Из расчета, что на тонну выпускаемого крахмала необходимо потратить 5 тонн картофеля по закупочной цене в 5 руб./кг.

Итого себестоимость крахмала в месяц составит 5247 тыс. рублей.

Доход определяется, исходя из оптовой среднерыночной цены на крахмал в размере 36 руб./кг.

Общий доход составит:

36 ∙ 184000 = 6624 тыс. рублей.

6624 – 5247 = 1377 тыс. рублей.

С учетом налогов можно рассчитывать на чистую прибыль в 1171 тыс. рублей.

Окупаемость капитальных затрат:

6000 / 1171 ≈ 5 месяцев.

В реальных условиях окупаемость мини производства крахмала может составлять более длительный срок, но в целом бизнес будет приносить доход.

Видео: Линия производства крахмала

В течение всего прошлого сезона, когда картофеля в России было не просто много, а очень много, в средствах массовой информации неоднократно мелькали сообщения о том, что аграрии во многом сами виноваты, что понесли убытки: знали, что продукции будет больше обычного, но не подготовились. Могли бы, как минимум, приобрести оборудование и пустить эту картошку на крахмал. Действительно, в 2015 году страна закупила почти 18 тыс. тонн нативного картофельного крахмала (по данным Ассоциации российских производителей крахмалопаточной продукции «Роскрахмалпатока»), при этом в России выпуск данного продукта уменьшился. И эта тенденция к сокращению остается устойчивой уже в течение нескольких лет.

Немного истории

Крахмал (а история отрасли начиналась именно с картофель­ного крахмала) в промышленных масштабах в России начали выпу­скать более ста лет назад. Для его получения картошку терли целы­ми деревнями. Средняя артель за год производила порядка 25 тонн крахмала. Таких производств в начале XX столетия насчитыва­лось более тысячи. Большая часть товара приобреталась текстиль­ными фабриками Морозова и Ма­монтова.

Крупные заводы по производ­ству крахмала появились к 30-м годам прошлого века. И вплоть до 90-х отрасль активно развива­лась, обеспечивая потребности пищевой, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической, химической и нефтегазовой про­мышленности.

Годы перестройки стали тяже­лым испытанием для производи­телей картофельного крахмала: в 1993 году были отменены дотации на приобретение сырья (закупоч­ная цена картофеля в советские годы составляла 10 копеек за кг, из них 4 копейки выплачивало государство); широко открылись границы для зарубежных конку­рентов.

В результате из 50 советских картофелекрахмальных заводов осталось не более 10, а постоян­но действующих и того меньше - около пяти. Годовое производство картофельного крахмала в Рос­сии по сравнению с 1990 годом сократилось с 50 до 5-8 тыс.тонн.

С 1995 года большинство предприятий сменили форму соб­ственности с государственной на частную. Приток инвестиций позволил некоторым из них про­вести реконструкцию и начать выход из кризиса, но и сегодня положение с производством кар­тофельного крахмала в стране остается весьма сложным.

Олег Радин, президент Ассоциации рос­сийских производителей крахмалопаточной продукции «Роскрахмалпатока»

- Ситуацию с производством картофельного крахмала в Рос­сии трудно назвать радужной. В прошлом году в стране было пере­работано около 30 тыс. тонн кар­тофеля, но по данным НИИ крахмалопродуктов, сейчас динамика падает. Основная причина - круп­нейший отечественный произво­дитель картофельного крахмала (ранее поставлявший до 500 тонн продукции в сутки) - «Климовский крахмал» - на данный момент проходит процедуру банкротства.

Если в странах Европейского Союза в структуре сырья объемы переработки кукурузы, пшеницы и картофеля примерно равны (30­35%), то в России доля переработ­ки картофеля к общему объему перерабатываемого сырья состав­ляет лишь 5,0-6,5%.

Дмитрий Лукин, директор ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов (ФГБНУ ВНИИК)

- Производственные мощности по выработке картофельного крах­мала действуют только в Брян­ской, Нижегородской, Орловской, Липецкой областях, республиках Мордовия и Чувашия. Основными производителями картофельного крахмала являются: ООО Пред­приятие «Чувашъенкрахмал» (Ре­спублика Чувашия); ООО «Мглинский крахмал» (Брян­ская область), ООО «Сырятинский крахмал» (Нижегород­ская обл.).

Что же сегодня мешает развитию отрасли? Почему наши заводы уступают рынок зарубежным производите­лям?

ПРОБЛЕМЫ ОТРАСЛИ. Сырье.

В первую очередь экспер­ты говорят об отсутствии в стране рентабельной сырье­вой базы: картофель на пере­работку поступает низкого качества, не всегда в нужном объеме (как правило, постав­ки идут с сентября по март- апрель, далее содержание крахмала в картофеле умень­шается, что снижает эконо­мичность его переработки) и по довольно высокой цене.

Дмитрий Лукин

- Особое внимание хотелось бы обратить на низкое качество пере­рабатываемого картофеля, в ос­новном, по содержанию крахмала. Эффективность технологии пере­работки картофеля на крахмал обе­спечивается при использовании клубней с крахмалистостью не ме­нее 19% (в этом случае для производства одной тонны крахмала тре­буется не более пяти тонн сырья).

Расчет экономической эффек­тивности производства крахмала из картофеля мощностью 25 тонн в сутки показал, что при указанной степени крахмалистости срок оку­паемости капитальных затрат со­ставит 2,2 года.

Олег Радин, президент Ассоциации рос­сийских производителей
крахмалопаточной продукции «Роскрахмалпатока»

- Наладить производство мож­но только при наличии больших объемов дешевого и качествен­ного (содержание крахмала не менее 19-20%) сырья. При этом стоимость качественного карто­феля не должна быть выше 6 тыс. рублей за тонну, иначе цена гото­вой продукции будет непомерно высока. Сырья с такими характе­ристиками в стране немного.

Вместе с тем, исходя из дина­мики цен на картофель, можно на­блюдать, что российский устойчи­во дороже европейского. За 2010 - 2014 гг. средняя фермерская цена российского картофеля на 22% выше, чем в странах ЕС.

Андрей Дробязко, генеральный директор ООО «Мглинский крахмал», Брянская обл.

- Наш завод производит крах­мал из отходов картофеля. Пускать на крахмал продовольственный картофель, даже по цене 8 руб. за кг, невыгодно. Мы закупаем сырье по 1,5 рубля за кг, преимуществен­но это мелкие или подгнившие клубни с содержанием крахмала около 10%. В идеале, содержание крахмала должно быть не менее 19%, но специально сажать нужные для нас сорта при таких закупоч­ных ценах никто не будет. Постав­щиками сырья для нас являются производители картофеля со всей Брянской области. Наш регион считается картофельным, есть не­сколько крупных производителей, имеющих большие современные хранилища, работает много фер­меров. Мы последовательно выку­паем у них весь пересорт, что удоб­но и для них, и для нас.

В этом году мы закупали кар­тофель по май включительно, вы­брали в регионе все до последней картошины. Так что, несмотря на огромный урожай, никто из брян­ских производителей картошку не выбросил.

Производители крахмала на­деются, что проблему с качеством и количеством сырья им поможет решить государство: например, путем выплат субсидий агрохозяйствам, выращивающим сорта картофеля с высоким содержани­ем крахмала. Эксперты видят вы­ход также в налаживании тесной системы взаимодействия между производителями картофеля и пе­реработчиками и в использовании наработанного мирового опыта.

Дмитрий Лукин

- В Европе лидерами по произ­водству картофельного крахмала являются Швеция, Нидерланды, Германия, Дания. В этих странах из-за высокой трудоемкости вы­ращивания и хранения клубней картофеля установлены следую­щие основные принципы стимули­рования производства картофель­ного крахмала:

• производители картофеля (фермеры, кооперативы) являются акционерами перерабатывающего завода и материально заинтересо­ваны в реализации конечной продукции - крахмала и его производных;
• при фирмах организована агрономическая служба, обе­спечивающая производителей картофеля рекомендациями по его выращиванию и семен­ным материалом для произ­водства картофеля с содержа­нием крахмала не ниже 20 %;
• фирмы кредитуют произво­дителей картофеля на закупке семян, удобрений и ГСМ, что фиксируется в контракте на поставку картофеля.

Рентабельность производства крахмала достигается за счет снижения себестоимости выра­щивания картофеля при высокой урожайности и высоком содержа­нии в нем крахмала - до 25 %. При этом расход картофеля на 1 тонну крахмала снижается до 4,5 тонн и, соответственно, сокращаются удельные энергетические затраты на его переработку.

Утилизация отходов

Очень остро для предприятий, занимающихся переработкой кар­тофеля, стоит и вопрос утилизации отходов. «Я сегодня завезу карто­фель, - с горечью говорит директор завода, еще недавно выпускав­шего картофельный крахмал, - а завтра ко мне придут со штрафа­ми, а то и вовсе закроют». Между тем, эта проблема вполне может иметь выгодное решение. В Евро­пе белок, извлекаемый из карто­фельного сока, - продукт высокой пищевой ценности. Клетчатка, промытая и высушенная, широко используется в пищевой инду­стрии. Есть ли опыт переработки отходов и в России?

Дмитрий Лукин

- Наиболее распространенным способом утилизации мезги и кар­тофельного сока является либо использование их смеси в каче­стве корма для животных, либо разделение этой смеси на цен­трифуге на две фракции: мезгу, используемую в качестве корма, и картофельный сок, направляе­мый в пруд-накопитель для после­дующего удобрительного полива сельскохозяйственных угодий.

При производстве картофель­ного крахмала по технологиче­ской схеме с использованием гидроциклонной установки по­бочные продукты - мезга и кар­тофельный сок - получают в виде смеси с содержанием сухих ве­ществ 7-8%, которая может быть использована в качестве кормо­вого продукта.

Одна тонна смеси мезги и картофельного сока имеет 70-80 кормовых единиц. На 1000 кг пе­реработанного картофеля выра­батывается около 1050 кг смеси.

Мезгу и картофельный сок ре­комендуется использовать на:

- скармливание животным в сыром виде;

- приготовление запаренного корма;

- выделение белков из карто­фельного сока;

- удобрительные поливы сель­хозугодий (картофельный сок);

- выращивание кормовых дрожжей или других микро­организмов на картофельном соке или на гидролизатах смеси и картофельного сока;

- получение сухого корма.

Картофельный сок может быть применен для удобрительных по­ливов сельскохозяйственных уго­дий. Полив картофельным соком позволяет сократить расход хи­мических удобрений на 15-20%. Сок может использоваться также для выращивания дрожжей или других микроорганизмов. ВНИИК ведет разработку мембранной технологии концентрирования картофельного сока с целью по­лучения белкового концентрата.

Оборудование и технологии

О том, какую роль играют два этих компонента для успеха пред­приятия, много говорить не стоит. Отставание в данном случае при­водит к высоким операционным издержкам и, как следствие, по­тере конкурентоспособности на рынке.

Ведущие производители обо­рудования в мире сегодня пред­лагают линии мощностью от 100 до 300 тонн в сутки, что позволя­ет выпускать в год до 5,6 тысячи тонн крахмала. Уровень извлече­ния крахмала из сырья при этом составляет 98%.

Одним из первых предприятий на постсоветском пространстве, установившем в своих цехах обо­рудование такого уровня, стал «Рогозницкий крахмальный за­вод» (занимает ключевое место в списке основных производителей крахмала в Республике Беларусь, выпускает около 40% от всего объема крахмала в стране). Сей­час завод перерабатывает в год около 40 000 тонн сырья и выпу­скает до 5000 тонн продукции (по данным журнала «Продукт.BY» №5 (153), март 2015). На предпри­ятии до минимума сокращен руч­ной труд, всем технологическим процессом - начиная от приемки картофеля и заканчивая упаков­кой готовой продукции - управля­ет один оператор.

Впрочем, прежде чем реко­мендовать российским предпри­ятиям весьма затратный курс на модернизацию, важно понять, на­сколько продукт востребован на рынке.

Андрей Дробязко

- Конечно, мы могли бы вы­пускать крахмал такого же экс­тра-качества, как и европейский. Для этого нужно только закупить шведскую установку для тонкой очистки крахмала, то есть вло­жить в оборудование порядка 50 млн рублей. В Белоруссии, на Рогозницком крахмальном заводе, так и сделали. Мы пока не можем себе этого позволить, расходы не окупятся.

Нужен ли России картофельный крахмал?

Еще в 2007-2011 гг. около 54% всех продаж крахмала в мире при­ходилось на кукурузный крахмал. Вторую по значимости позицию занимал маниоковый (тапиоковый) крахмал (он производится из корнеплодов, но дешевле кар­тофельного и не имеет специфи­ческого запаха, как кукурузный) - около 32%. На долю картофель­ного крахмала оставалось не бо­лее 7%.

Сегодня 80% крахмала, выпу­скаемого в нашей стране, произ­водится из кукурузы. Перспектив­ным считается также направление по производству крахмала из пшеницы и ржи (Россия - зерно­вая держава).

Желающих производить кар­тофельный крахмал становится все меньше, это слишком хло­потно: сырье плохо хранится, его нужно много (сравните: для изго­товления 1,5 тонны кукурузного крахмала требуется всего 1,8 тон­ны кукурузы), само производство носит сезонный характер.

Андрей Дробязко

- В России сегодня произво­дится немного картофельного крахмала, но дефицита этой про­дукции на рынке мы не ощущаем, очереди из покупателей нет. Даже сейчас, когда из-за роста цен на сырье кукурузный крахмал стал дороже картофельного, я не могу сказать, что спрос на последний увеличился.

Возможно, о картофельном крахмале можно просто забыть?

- Когда картофель заканчивает­ся, для ликвидации сезонности ра­боты завода мы запускаем линию по производству зернового крах­мала. Работать с зерном гораздо менее хлопотно, но полностью от­казаться от картофельного крах­мала страна не может, он облада­ет особыми свойствами, важными для многих отраслей промышлен­ности. Необходимо обеспечить также импортозамещение, так как общий объем импорта нативного и модифицированного картофель­ного крахмала довольно высокий - порядка 40 тыс. тонн.

Дмитрий Лукин

По сравнению с другими видами крахмала картофельный имеет наиболее крупные зерна - от 15 до 100 мкм - и содержит наименьшее количество приме­сей. Крахмал, состоящий из круп­ных зерен, отличается более вы­соким качеством. Значительным преимуществом картофельного крахмала перед другими видами крахмалов, вырабатываемых из различных видов крахмалсодержащего сырья, является более высокая желирующая способ­ность, прозрачность его клейстеров и повышенная их вязкость и повышенная реакционноспособность, что особенно важно при по­лучении различных модификаций. В отличие от зерновых крахмалов картофельный крахмал содержит пониженное количество белка и не содержит липидов.

Олег Радин

- Картофельный крахмал в сравнении с другими видами нативных крахмалов обладает мень­шей калорийностью и большим содержанием минеральных ве­ществ. Энергетическая ценность 100 г картофельного крахмала (в ккал/кДж) - 299/1251 (для сравне­ния - кукурузного - 329/1377). Он используется главным образом в пищевых целях (92,6%), в том числе как готовый продукт в роз­ничной торговле (49,4%), в произ­водстве некоторых видов колбас­ных изделий, сосисок и сарделек (18,2%), при выработке фруктово- ягодных киселей (12,3%).

В технических целях крахмал картофельный используется в бу­мажной промышленности (3,7%), спецпроизводствах (1,6%), в дек­стриновом производстве (1%), в химико-фармацевтической про­мышленности в качестве напол­нителя в таблетированных лекар­ственных средствах и присыпках.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Есть ли будущее у российской картофелекрахмальной отрасли?

Евгений Иванов, эксперт Ин­ститута конъюнктуры аграрно­го рынка (ИКАР) , отмечает, что ставить точку в истории отрасли рано. Еще несколько лет назад трудно было представить, что наша страна станет крупнейшим экспортером пшеницы. Вполне возможно, что и в производстве картофельного крахмала Россия добьется успехов, хотя это по­требует времени, господдержки и амбициозных игроков на рынке. С этим мнением солидарны и дру­гие специалисты.

Дмитрий Лукин

Для развития картофелекрахмального производства требует­ся разработка отраслевой про­граммы «Картофель и продукты его переработки», потребность в которой обусловливается необ­ходимостью решения вопроса по импортозамещению картофель­ного нативного и модифициро­ванных крахмалов, интересами сельских производителей в сбыте картофеля и важной ролью куль­туры картофеля в севообороте.

При существующем состоянии картофелекрахмального произ­водства для решения проблемы импортозамещения картофель­ного крахмала и его модифика­ций может потребоваться не ме­нее пяти лет.

В пользу перспективности переработки картофеля на крах­мал можно привести весомый аргумент: в странах ЕС в струк­туре сырья объем переработки картофеля сравним с объемами переработки кукурузы и пшени­цы - 30-35%, а в России доля пе­реработки картофеля составляет лишь 5-6%.

Олег Радин

- Самые значительные затраты (65-75%) в структуре себестоимо­сти крахмалопаточной продукции идут на сырье. Исходя из того, что до 75% денежных средств являют­ся заемными, для осуществления закупки предприятия привлекают кредитные ресурсы на срок до 12 месяцев. Для развития отрасли нам необходимо сделать ее более привлекательной: краткосрочные кредиты с пониженной ставкой, курс на инновации отечествен­ных технологий, доведенных до промышленного использования, и решить вопрос с дефицитом квалифицированного персонала.

Впрочем, многое по силам и самим предприятиям. Даже тем, которые ранее никогда не зани­мались производством крахмала: например, агрохолдингам, ищу­щим решения вопроса с пересо­ртом; заводам по производству чипсов и картофельных хлопьев.

Как считает эксперт ИКАР Евгений Иванов, в сегодняшней ситуации этим предприятиям бу­дет легче добиться стабильного положения на рынке крахмала, так как они имеют широкую спе­циализацию и не сконцентриро­ваны на выпуске одного-двух ви­дов товара.

Дмитрий лукин

- В логистических центрах, за­нимающихся подготовкой карто­феля для реализации в торговые сети, при сортировке и очистке клубней образуется до 15-20% некондиционной продукции (по­врежденные, мелкие клубни).

Для предприятия, поставляю­щего в магазины до 50 тыс. тонн картофеля в год, объем неконди­ционного продукта может соста­вить до 5-7 тыс. тонн, из которых можно получить до 1000 тонн крахмала, используя линию по переработке картофеля на крах­мал производительностью 25-50 т/сутки.

Некондиционный картофель образуется также на заводах, пе­рерабатывающих картофель (от 10 до 30 тыс. тонн в год) на сухое пюре, чипсы, картофель фри. При калибровке и инспекции клубней, механической очистке и резке от­ходы картофеля на таких заводах достигают 30%.

Для переработки отходов кар­тофеля на крахмал, исходя из объ­емов от 3 до 10 тыс. тонн в год, на каждом заводе можно установить указанные выше малотоннажные линии по переработке картофеля на крахмал.

Следует отметить, что интерес у сельхозпроизводителей к пере­работке картофеля на крахмал с каждым годом увеличивается.

Дмитрий лукин

- Особенно значительным поток запросов на оборудование в НИИ крахмалопродуктов наблюдался в текущем году, что было вызвано высокой урожайностью картофе­ля в 2015 году. Только за послед­ние 1,5 месяца в наш Институт на­правлены заявки на изготовление картофелекрахмальных линий из Новгородской, Брянской, Кеме­ровской областей.

Если говорить о крупных спе­циализированных предприятиях, то их развитие (как и выход от­расли из кризисного состояния) можно связывать только с нала­живанием производства моди­фицированных (т.е. подвергнутых физической, химической или био­химической обработке для при­обретения специальных свойств) крахмалов, потребность в кото­рых в России постоянно растет.

Андрей Дробязко

-Чтобы зарабатывать на произ­водстве картофельного крахмала, нужно выпускать модифицирован­ный крахмал. Россия закупает по­рядка 80 тыс. тонн модифициро­ванного крахмала ежегодно, при средней стоимости не 32 руб. за 1 кг как за нативный, а за 90 руб. Но для открытия такого производства нужны отечественные технологии и оборудование, а зарубежные стоят очень дорого.

Олег Радин

- Среди основных поставщиков можно выделить Республику Бе­ларусь и страны Европейского Со­юза. Наиболее крупными произво­дителями в ЕС являются:

- Кооператив производителей картофеля AVEBE, год основа­ния 1919 (Нидерланды, http:// www.avebe.com/), является ми­ровым лидером по производ­ству картофельного крахмала, с объемом продаж на 560 млн и чистой прибылью 11,8 млн на 2014 год.

- Кооператив производителей картофеля KMC KARTOFFEL MELCENTRALEN, год основа­ния 1933 (Дания, http://www. kmc.dk/), с объемом продаж 127 млн и чистой прибылью 18,8 млн на 2014 год.

- Частная компания EMSLAND GROUP, год основания 1928 (Германия, http://www.emsland-group.de/), крупнейший произ­водитель картофельного крах­мала в Германии с объемом продаж 520 млн на 2014 год.

К сожалению, на данный мо­мент ни одно российское предпри­ятие, производящее картофель­ный крахмал, не может сравниться с вышеуказанными компаниями.

Дмитрий Лукин

- В настоящее время в Рос­сии вырабатывается порядка 25 тыс. тонн модифицированных крахмалов на шести заводах - в основном, из кукурузного крах­мала, имеющего по сравнению с картофельным более низкую сто­имость. Производство 10 видов модифицированного картофель­ного крахмала (окисленный, фос­фатный, ацетатный, катионный, расщепленный, растворимый, адипатный, набухающий, экстру- зионный) впервые было освоено и вырабатывалось в течение дли­тельного времени на Климовском крахмальном заводе, однако в 90-е годы это производство было приостановлено из-за банкрот­ства завода.

Чтобы выпускать конкуренто­способную продукцию, требуется разработка наукоемких техноло­гий новых видов модификаций крахмалов, над которыми сейчас работают ученые ВНИИ крахмало- продуктов, однако сил одних крах­мальщиков недостаточно.

Дело в том, что для модифи­кации крахмала требуется ряд химических реагентов, которые в России не выпускаются, а также использование специализирован­ных сортов картофеля с высоким содержанием амилопектина или амилозы, которые в России не про­изводятся. Поэтому здесь требу­ется привлечение селекционеров картофеля, ученых химической промышленности и отраслей-по­требителей. Это обстоятельство также требует своего отражения при разработке указанной выше отраслевой программы развития производства по переработке кар­тофеля.

Модифицированный крахмал эксперты называют стратегиче­ским продуктом, поэтому разви­тие производства различных ви­дов модификаций крахмала, этого удивительного по своему много­образию свойств полимера, соз­данного самой природой, должно быть уделено особое внимание ученых и специалистов как крах- малопаточной, так и смежных от­раслей.

От успешного реализации этой задачи во многом зависит буду­щее отечественного картофеле- крахмального производства.