Tärkkelyksen merkitys jokapäiväisessä elämässä on erittäin suuri. Suurinta osaa lajeista käytetään teollisiin tarkoituksiin, mikä johtaa monien erikoistuotteiden syntymiseen. Se on välttämätöntä makeisten, lihatuotteiden valmistuksessa, joita käytetään lääkkeissä lääkkeiden valmistukseen ja selluteollisuudessa. Mitä tärkkelyksen tuotanto ja sen tyypit käsitellään tässä artikkelissa.
Missä käytetään tärkkelystä ja sen arvoa
Tämä aine on luonteeltaan yksi runsaimmista, uusiutuva ja lähes rajaton voimavara. Tärkkelystä valmistetaan viljasta tai juurikasveista. Sitä käytetään pääasiassa elintarvikkeina, mutta myös kemiallisen tai biologisen prosessoinnin vuoksi se muuttuu helposti moniksi hyödyllisiksi tuotteiksi nykyään.
Tärkkelystä käytetään ruoan lisäksi paperin, tekstiilien, liimojen, juomien, makeisten, lääketeollisuuden ja rakennusmateriaalien tuotantoon. Aineella on monia merkittäviä ominaisuuksia, kuten tahnan korkea viskositeetti, sen läpinäkyvyys ja maksimaalinen kestävyys jäätymis- ja sulamisprosesseille, joista on hyötyä monille teollisuudenaloille.
Tärkkelystuotanto on kustannustehokas liiketoiminta, koska perunoita, joissa on korkea ainepitoisuus, joka on pohjana jatkotuotannolle, käytetään useimmiten suhteellisen halpoina raaka-aineiden lähteinä. Käsiteltyä kuivakonsentraattia voidaan verrata ominaisuuksiltaan tai jopa paremmin verrata vastaaviin aineisiin, jotka saadaan maissista, vehnästä, riisistä.
Kasvista jauheeksi
Tärkkelys on kasvin glukoositarjonta. Euroopassa sitä esiintyy maississa, vehnässä ja perunoissa, joista se uutetaan, samoin kuin monissa muissa kasveissa: riisissä, ohrassa, vihanneksissa, kassavassa, bataateissa.
Tärkkelyksen muodostuminen kasveissa tapahtuu fotosynteesin aikana. Tämä fysiologinen mekanismi mahdollistaa niiden kasvulle ja lisääntymiselle välttämättömän glukoosin (alkuainesokeri) tuotannon ja varastoinnin. Alun perin kasvi rinnastaa hiilen ilmakehästä ja muuttaa siitä glukoosin. Päämolekyyli muodostetaan. Sitten sitä käytetään puhtaan glukoosiin liittyvien tärkkelyspolymeerien synteesiin.
Kasveissa aine näyttää pieniltä rakeilta, jotka eivät liukene kylmään veteen ja joiden koko vaihtelee 3 - 100 mikronia. Niiden muoto vaihtelee alkuperästä riippuen. Tuotantoolosuhteissa tärkkelys ja sen johdannaiset toimitetaan kuluttaja-teollisuudelle jauhomaisen jauheen tai siirappien muodossa.
Perusvalmistustoimet
Tärkkelysteollisuus tuottaa yli kuusisataa erilaista tuotetta - luonnollisista tärkkelyksistä fysikaalisesti tai kemiallisesti muunnettuina, kuivajauheina nestemäisiin ja kiinteisiin makeutusaineisiin. Tällaisten tuotteiden monipuolisuus on sellainen, että niitä käytetään ainesosina ja toiminnallisina lisäaineina monissa elintarvikkeiden, muiden kuin elintarvikkeiden ja rehujen lisäaineissa.
Tärkkelyksen tuotantoteknologia koostuu kasvikomponenttien erottamisesta tärkkelykseksi, proteiiniksi, selluloosakuoreksi, liukoisiksi fraktioiksi, ja maissin tapauksessa käytetään myös itää, josta öljy uutetaan. Tämä ensimmäinen vaihe käyttää sarjaa yksinkertaisia vaiheita komponenttien fyysiseen erottamiseen: murskaaminen, seulominen, sentrifugointi jne.Tuotantomenetelmät ovat kuitenkin kullekin laitokselle ominaisia, ja teolliset työkalut suunnitellaan yleensä raaka-aineille: maissi, vehnä tai peruna.
Tärkkelystuotanto on siirtymässä seuraavaan vaiheeseen. Toisessa vaiheessa talteen otettu aine prosessoidaan edelleen sen puhtaassa muodossa. Kuivausprosessissa se muutetaan ns. Natiiviksi tärkkelykseksi. Myöhemmät ominaisuuksien muutokset antavat sinulle mahdollisuuden saada muokattua tärkkelystä.
Teollisuuden laitteet
Täysin automatisoidut tuotantolinjat sisältävät kaikki tuotanto-, kuljetus- ja pakkausvaiheet. Niiden tärkeimmät tärkkelyksentuotantolaitteet koostuvat rumpupesureiden, desonaation, raspiran, desander-yksiköiden, vedenpoistojärjestelmien, tyhjiösuodattimien ja hydrosykloniyksiköiden, kuivaimien, pakkauskoneiden ja ohjausrajapintojen komponenteista.
Tärkkelys ja sen tyypit
Tärkkelykset voidaan jakaa kahteen tyyppiin: natiivi ja modifioitu. Raakatärkkelyksiä, jotka säilyttävät edelleen alkuperäisen rakenteensa ja ominaisuutensa, kutsutaan natiiviksi. Tällainen komponentti on päätuote, jota myydään kuivajauhemuodossa erilaatuisina elintarvikkeina sekä farmaseuttisina ja teollisina raaka-aineina.
Alkuperäiset tärkkelykset saadaan eristämällä luonnossa esiintyvä tärkkelys joko viljoista tai juurikasveista, kuten kassavasta, maissista ja melassista. Niitä voidaan käyttää suoraan tiettyjen tuotteiden, kuten nuudelien, valmistukseen. Alkuperäistä tärkkelystä voidaan pitää tärkeimpänä resurssina, jota voidaan jalostaa lukuisiksi tärkkelystuotteiksi.
On huomattava, että tämän tyyppisillä aineilla on rajoitettu käyttöaika ja että niitä käytetään pääasiassa elintarviketeollisuudessa. Alkuperäiset tärkkelysrakeet hydratoituvat helposti kuumennettuna vedessä, turpoavat nopeasti, hyytelöytyvät ja niillä on korkea viskositeetti, joka kasvaa huippuarvoon jokaisen seuraavan kuumennuksen yhteydessä.
Tästä erityispiirteestä huolimatta elintarvike-, metallurgia-, kaivos-, käymis-, rakennus-, kosmetiikka-, lääke-, paperi- ja kartonkiteollisuus sekä tekstiiliteollisuus käyttävät luonnollista tärkkelystä perinteisessä muodossaan.
Muokatut tärkkelykset
On ominaisuuksia, joita ei voida saavuttaa natiivitärkkelyksessä. Modifioitua tärkkelystä voidaan käyttää muihin teollisiin sovelluksiin, se saadaan käyttämällä useita menetelmiä, kemiallisia, fysikaalisia ja entsymaattisia muunnoksia.
Aine on siis luonnollinen tärkkelys, jonka fysikaaliset ja / tai kemialliset ominaisuudet ovat muuttuneet. Muokatun tärkkelyksen tuotantoon voi kuulua rakeen muodon tai komponenttien koostumuksen muuttaminen - amyloosi- ja amylopektiinimolekyylit. Siksi luonnolliselle tärkkelykselle tehdään modifikaatioita, jotta saadaan sille erityisiin tarkoituksiin tarvittavat ominaisuudet: sakeuttaminen, gelatinoituminen, tarttuvuus tai kalvonmuodostus vedenpidätyskyvyn parantamiseksi. Tuotetta käytetään myös parantamaan makua ja kiiltoa, poistamaan tai muuttamaan läpinäkymättömyyttä.
Kun tärkkelystä muutetaan kemiallisesti tai fysikaalisesti, luonnollisen tärkkelyksen ominaisuudet muuttuvat, mikä tekee siitä hyödyllisen monilla teollisuudenaloilla, kuten elintarvike-, lääke-, tekstiili-, öljy- ja sellu- ja paperiteollisuudessa.
Kuinka tärkkelys muodostuu perunoissa?
Noin 75% perunaviljelystä kasvatetaan tärkkelystä tuottavaan teollisuuteen jalostukseen. Se edustaa monien kasvien ravintovarantoja. Kasvukauden aikana vihreät lehdet keräävät energiaa auringosta. Perunoissa tämä energia kuljetetaan sokeriliuoksen muodossa mukuloihin asti. Juuri siellä sokeri muuttuu tärkkelykseksi pieninä rakeina. Ne vievät suurimman osan kameran sisustuksesta.Sokerin muuttuminen tärkkelykseksi tapahtuu entsyymien avulla, jotka vastaavat varastoidun aineen uudelleenmuuntamisesta sokeriksi ensi keväänä.
Talvella perunat kuluttavat pienen määrän tärkkelystä tärkeiden toimintojen ylläpitämiseksi kevääseen saakka. Mukulat tarvitsevat hyvän ilmankierron elintärkeän toiminnan ylläpitämiseksi. Matala lämpötila auttaa muuntamaan oman tärkkelyksensä sokeriksi alentamaan jäätymislämpötilaa solummehussa. Jos tämä ei riitä, mukulat kuolevat. Siksi perunat on päällystettävä kunnolla varastoinnin aikana.
Koska mukulat ovat perunatärkkelyksen päälähde, epäsuotuisat varastointiolosuhteet johtavat pahimmassa tapauksessa sen menetykseen kuolleisiin ja rikkoutuneisiin perunoihin, jotka eivät sovellu tärkkelyksen erottamisprosessiin.
Perunatärkkelyksen tuotanto
Tuotteen teolliseen valmistukseen liittyvät menettelyt lisäävät monimutkaisuutta kunkin valmistajan erityistarpeiden mukaisesti. Perunatärkkelyksen tuotanto alkaa poistamalla muta, hiekka, sora mukuloilla. Huuhtelu on vastavirtaprosessia, jossa makeaa vettä lisätään painesuuttimien läpi puhdistuksen viimeisessä vaiheessa. Sitten puhtaat mukulat murskataan erityiseen astiaan.
Sen jälkeen alkaa tärkkelyksen uuttoprosessi, jonka tarkoituksena on avata mukulasolut ja vapauttaa tärkkelysrakeet. Uuttaminen tapahtuu pyörivillä kartiomaisilla seuloilla ja on vastavirtaprosessi. Suuri keskipakoisvoima mahdollistaa korkealaatuisten ruostumattomasta teräksestä valmistettujen seulalevyjen käytön, jotka kestävät hankausta ja kemikaaleja. Seulalevyjen pitkät rei'itykset ovat vain 125 mikronia.
Tärkkelystuotanto ei lopu siihen. Perunasolummelissa on runsaasti sokeria ja proteiineja. Kun solut avataan, mehu altistetaan heti ilmalle ja reagoi hapen kanssa muodostaen värillisiä komponentteja, jotka voivat tarttua tärkkelykseen. Hapetusprosessin välttämiseksi tuloksena olevaan tuotteeseen on lisättävä rikkidioksidia tai natriumbisulfiittiliuosta.
Pyörivistä tyhjiösuodattimista saatu märkä tärkkelys kuivataan flash-kuivaimessa maltillisesti kuumalla ilmalla. Ennen toimitusta tärkkelys seulotaan hienolle seulalle ruuvikuljettimiin muodostuneen pölyn poistamiseksi.
Maissitärkkelyksen tuotanto
Maissitärkkelys on suosittu ruoka-aineosa elintarvike-, tekstiili-, lääke- ja paperiteollisuudessa. Se saadaan maissin ytimen endospermistä. Maissitärkkelyksen tuotanto on suosittua useimmissa maailman maissa. Maissia viljellään ilmastovyöhykkeillä, joissa on maltillinen ja lämmin ilmasto. Viime aikoina tärkkelystuotannosta on tullut suosittua Venäjällä.
Perustoiminnot sisältävät seuraavat vaiheet:
- Siivous. Raaka-aineet puhdistetaan vieraiden esineiden poistamiseksi.
- Liotus. Maissin jyvät upotetaan suuriin säiliöihin lämpimällä vedellä, joka sisältää happoa ja rikkidioksidia.
- Jyrsintä. Tuumien pehmennys märkäjauhamalla veteen.
- Sovinto ja dekantointi. Murskatun tuotteen annetaan laskeutua painovoiman avulla, ja sen jälkeen vesi dekantoidaan, jolloin saadaan paksu maissimassasuspensio.
- Seulontaa. Suspensio seulotaan kuoren poistamiseksi.
- Linkoamalla. Suspensiossa oleva tärkkelys erotetaan proteiinista.
- Tärkkelyksen kuivuminen ja rakeistus.
- Kuivaus kuivauslaitteilla.
- Jyrsintä. Kuivattu maissitärkkelys jauhetaan haluttuun partikkelikoon.
Kaikkien tuotantoprosessien jälkeen tärkkelys pakataan sopivasti suljettuun ja kosteudenpitävään pakkausmateriaaliin. Saatu tuote on modifioitu ja sillä on parantuneet ominaisuudet.Sitä käytetään makeutusaineiden valmistuksessa, paperin ja tekstiilien kalibroinnissa ruoan sakeutusaineena ja stabilointiaineena.