Stivelsens betydning i hverdagen er meget stor. De fleste arter bruges til industrielle formål, hvilket fører til fremkomsten af en række specialiserede produkter. Det er nødvendigt til fremstilling af konfekt, kødprodukter, der anvendes i medicin til fremstilling af medicin og i papirmasseindustrien. Hvad der er produktion af stivelse såvel som dens typer vil blive drøftet i denne artikel.
Hvor anvendes stivelse og dens værdi
Dette stof er et af de mest rigelige i naturen, en vedvarende og næsten ubegrænset ressource. Stivelse er fremstillet af korn eller rodafgrøder. Det bruges hovedsageligt som fødevaremiddel, men også på grund af kemisk eller biologisk forarbejdning omdannes det let til mange nyttige produkter i dag.
Foruden mad bruges stivelse til produktion af papir, tekstiler, klæbemidler, drikkevarer, konfekture, den farmaceutiske industri og til fremstilling af byggematerialer. Stoffet har mange bemærkelsesværdige egenskaber, herunder pastaens høje viskositet, dets gennemsigtighed og maksimale modstand mod fryseprocesser og optøningsprocesser, som er gavnlige for mange industrier.
Stivelsesproduktion er en omkostningseffektiv virksomhed, da kartofler, der indeholder en høj koncentration af et stof, der tjener som grundlag for videre produktion, oftest bruges som en relativt billig kilde til råvarer. Det forarbejdede tørkoncentrat kan sammenlignes i egenskaber eller endda overlegent med lignende stoffer opnået fra majs, hvede, ris.
Fra plante til pulver
Stivelse er en planteglukoseforsyning. I Europa findes det i majs, hvede og kartofler, hvorfra det ekstraheres, såvel som i mange andre planter: ris, byg, grøntsager, kassava, søde kartofler.
Dannelse af stivelse i planter forekommer under fotosyntesen. Denne fysiologiske mekanisme tillader produktion og opbevaring af glukose (elementært sukker), der er nødvendigt for deres vækst og reproduktion. Oprindeligt assimilerer planten kulstof fra atmosfæren og omdanner det til glukose. Hovedmolekylet dannes. Derefter anvendes den til syntese af stivelsespolymerer forbundet med ren glukose.
I planter ser stoffet ud som små granuler, uopløselige i koldt vand, i størrelse fra 3 til 100 mikron. Deres form varierer afhængigt af oprindelsen. Under produktionsbetingelser leveres stivelse og derivater deraf til forbrugerindustrien i form af mellignende pulver eller sirup.
Grundlæggende produktionsoperationer
Stivelsesindustrien producerer mere end seks hundrede slags produkter - fra nativ stivelse til fysisk eller kemisk modificeret i form af tørt pulver til flydende og faste sødestoffer. Alsidigheden af sådanne produkter er sådan, at de anvendes som ingredienser og funktionelle tilsætningsstoffer i en lang række fødevarer, ikke-fødevarer og fodertilsætningsstoffer.
Teknologien til fremstilling af stivelse består i processen med at separere plantekomponenter i stivelse, protein, celluloseskal, opløselige fraktioner, og i tilfælde af majs bruges også kimen, hvorfra olie udvindes. Denne første fase bruger en række enkle trin til fysisk at adskille komponenterne: knusning, sigtning, centrifugering osv.Produktionsmetoder er dog specifikke for hver plante, og industrielle værktøjer er normalt designet til råvarer: majs, hvede eller kartofler.
Stivelsesproduktion går videre til næste trin. I et andet trin forarbejdes det stof, der er blevet udvundet, yderligere i dets rene form. I tørreprocessen omdannes den til den såkaldte native stivelse. Efterfølgende ændring i egenskaber giver dig mulighed for at få en modificeret stivelse.
Industrielt udstyr
Fuldautomatiske produktionslinjer inkluderer alle faser af produktion, transport og emballering. Deres hovedudstyr til stivelsesproduktion vil bestå af komponenter til tromler, desonation, raspira, desander enheder, afvandingssystemer, vakuumfiltre og hydrocyklonenheder, tørretumblere, emballeringsmaskiner og kontrolgrænseflader.
Stivelse og dens typer
Stivelse kan opdeles i to typer: indfødt og modificeret. Rå stivelse, som stadig bevarer deres originale struktur og egenskaber, kaldes indfødte. En sådan komponent er det vigtigste produkt, der sælges i tør pulverform under forskellige kvaliteter til fødevarer såvel som farmaceutiske og industrielle råvarer.
Indfødte stivelser opnås ved at isolere naturligt forekommende stivelse fra enten korn eller rodafgrøder, såsom cassava, majs og melasse. De kan bruges direkte til produktion af visse produkter, såsom nudler. Indfødt stivelse kan betragtes som den vigtigste ressource, der kan behandles til et antal stivelsesprodukter.
Det skal bemærkes, at denne type stof har en begrænset brugstid og hovedsageligt anvendes i fødevareindustrien. Indfødte stivelsesgranuler hydratiseres let, når de opvarmes i vand, kvældes hurtigt, gelatineres og har en høj viskositet, som øges til en topværdi med hver efterfølgende opvarmning.
På trods af denne særegenhed bruger fødevarer, metallurgi, minedrift, fermentering, konstruktion, kosmetik, farmaceutisk, papir og pap samt tekstilindustrien indfødt stivelse i deres traditionelle form.
Ændret stivelse
Der er karakteristika, der ikke kan opnås med naturlig stivelse. Modificeret stivelse kan bruges til andre industrielle anvendelser, det opnås ved hjælp af en række metoder, kemiske, fysiske og enzymatiske modifikationer.
Således er stoffet nativ stivelse, der er ændret i dets fysiske og / eller kemiske egenskaber. Produktionen af modificeret stivelse kan omfatte ændring af formen på granulatet eller sammensætningen af komponenterne - amylose og amylopectin-molekyler. Derfor foretages modifikationer af naturlig stivelse for at give den de egenskaber, der er nødvendige til specifikke formål: fortykkelse, gelatinering, klæbemiddel eller filmdannelse for at forbedre vandretention. Produktet bruges også til at forbedre smag og glans til at fjerne eller bibringe opacitet.
Når stivelse modificeres kemisk eller fysisk, ændres egenskaberne ved nativ stivelse, hvilket gør det nyttigt i mange industrier, såsom fødevarer, farmaceutisk, tekstil, petroleum og papirmasse og papir.
Hvordan dannes stivelse i kartofler?
Cirka 75% af kartoffelafgrøden dyrkes til industriel forarbejdning, der producerer stivelse. Det repræsenterer ernæringsreserverne for mange planter. I vækstsæsonen samler grønne blade energi fra solen. I kartofler transporteres denne energi i form af en sukkeropløsning op til knolde. Det er der, sukker bliver til stivelse i form af små granulater. De optager det meste af det indre af kameraet.Konvertering af sukker til stivelse sker ved hjælp af enzymer, der er ansvarlige for den gentagne omdannelse af det lagrede stof til sukker næste forår.
Om vinteren spiser kartofler en lille mængde af deres stivelse for at opretholde vitale funktioner indtil foråret. Knolde har brug for god luftcirkulation for at opretholde vital aktivitet. Lav temperatur hjælper med at omdanne sin egen stivelse til sukker for at sænke frysetemperaturen i cellejuice. Hvis dette ikke er nok, dør knolde. Derfor skal kartofler overtrækkes korrekt under opbevaring.
Da knolde er den vigtigste kilde til kartoffelstivelse, vil ugunstige opbevaringsbetingelser føre til, at det i værste fald taber til døde og ødelagte kartofler, som ikke er egnede til processen med stivelsesadskillelse.
Produktion af kartoffelstivelse
Procedurerne forbundet med den industrielle fremstilling af et produkt øger kompleksiteten i overensstemmelse med de enkelte producenters specifikke behov. Produktion af kartoffelstivelse begynder med fjernelse mudder, sand, grus med knoldplanter. Skylning er en modstrømsproces, hvor frisk vand tilsættes gennem trykdyser i det afsluttende trinstrin. Derefter knuses rene knolde i en speciel beholder.
Derefter begynder stivelsesekstraktionsprocessen, hvis formål er at åbne knoldcellerne og frigive stivelseskorn. Ekstraktion finder sted på roterende koniske sigter og er en modstrømsproces. Høj centrifugalkraft tillader brugen af høj kvalitet rustfri stålplader, der tåler slid og kemikalier. Skærmplader har lange perforeringer på kun 125 mikron på tværs.
Stivelsesproduktion slutter ikke der. Kartoffelcellsaft er rig på sukker og protein. Når celler åbnes, udsættes saften straks for luft og reagerer med ilt og danner farvede komponenter, der kan klæbe fast til stivelse. For at undgå oxidationsprocessen skal svovldioxid eller en natriumbisulfitopløsning sættes til det resulterende produkt.
Våd stivelse fra roterende vakuumfiltre tørres i en flash-tørretumbler med moderat varm luft. Før levering sigtes stivelsen på en fin sigte for at fjerne alt støv, der dannes i skruetransportørerne.
Majsstivelsesproduktion
Majsstivelse er en populær fødevareingrediens, der bruges i fødevare-, tekstil-, farmaceutiske og papirindustrien. Det opnås fra endospermen af majskernen. Majsstivelsesproduktion er populær i de fleste lande i verden. Majs dyrkes i klimatiske zoner med et tempereret og varmt klima. For nylig er stivelsesproduktion blevet populær i Rusland.
Grundlæggende operationer inkluderer følgende trin:
- Oprydning. Råmaterialer rengøres for at fjerne fremmedlegemer.
- Iblødsætning. Maiskorn nedsænkes i store tanke med varmt vand indeholdende syre og svovldioxid.
- Milling. Blødgør kerner ved vådslibning i vand.
- Bosættelse og dekantering. Det knuste produkt får lov til at sætte sig ved tyngdekraft, og derefter dekanteres vandet, hvilket opnår en tyk suspension af majsmasse.
- Sigtning. Suspensionen sigtes for at fjerne skallet.
- Centrifugering. Stivelse i suspension separeres fra proteinet.
- Stivelsesdehydrering og granulering.
- Tørring ved hjælp af flash-tørretumblere.
- Milling. Tørret majsstivelse formales til den ønskede partikelstørrelse.
Efter alle produktionsprocesser pakkes stivelse passende i et forseglet og fugtigt tæt emballagemateriale. Det resulterende produkt er modificeret og har forbedrede kvaliteter.Det bruges til fremstilling af sødestoffer, kalibrering af papir og tekstiler som fortykningsmiddel og stabilisator af fødevarer.