Važnost škroba u svakodnevnom životu je vrlo velika. Većina vrsta koristi se u industrijske svrhe, što dovodi do pojave niza specijaliziranih proizvoda. Potrebno je za proizvodnju konditorskih, mesnih proizvoda, koji se koriste u medicini za proizvodnju lijekova i u industriji celuloze. Što je proizvodnja škroba, kao i njegove vrste, bit će govora u ovom članku.
Gdje se koristi škrob i njegova vrijednost
Ova tvar je jedan od najbogatijih u prirodi, obnovljivi i gotovo neograničeni resurs. Škrob se proizvodi od žitarica ili korijenskih usjeva. Koristi se uglavnom kao sredstvo za hranu, ali i zbog kemijske ili biološke obrade, danas se lako pretvara u mnoge korisne proizvode.
Osim hrane, škrob se koristi za proizvodnju papira, tekstila, ljepila, pića, konditorskih proizvoda, farmaceutske industrije i za proizvodnju građevinskih materijala. Tvar ima brojne izvanredne karakteristike, uključujući visoku viskoznost paste, njezinu prozirnost i maksimalnu otpornost na postupke smrzavanja i otapanja, što je korisno za mnoge industrije.
Proizvodnja škroba isplativa je jer se krumpir koji sadrži visoku koncentraciju neke tvari koja služi kao osnova za daljnju proizvodnju najčešće koristi kao relativno jeftin izvor sirovina. Prerađeni suhi koncentrat može se usporediti u svojstvima ili čak nadmašiti slične tvari dobivene iz kukuruza, pšenice, riže.
Od biljke do praha
Škrob je biljna opskrba glukozom. U Europi ga nalazimo u kukuruzu, pšenici i krumpiru iz kojeg se vadi, kao i u mnogim drugim biljkama: riži, ječmu, povrću, kasavi, slatkom krumpiru.
Nastajanje škroba u biljkama događa se tijekom fotosinteze. Ovaj fiziološki mehanizam omogućava proizvodnju i skladištenje glukoze (elementarnog šećera), potrebne za njihov rast i razmnožavanje. U početku biljka asimilira ugljik iz atmosfere i pretvara ga u glukozu. Nastaje glavna molekula. Tada se koristi za sintezu škroba polimera povezanih s čistom glukozom.
U biljkama tvar izgleda kao male granule, netopive u hladnoj vodi, veličine od 3 do 100 mikrona. Njihov oblik varira ovisno o podrijetlu. Pod proizvodnim uvjetima, škrob i njegovi derivati isporučuju se potrošačkoj industriji u obliku brašna poput praha ili sirupa.
Osnovni proizvodni postupci
Industrija škroba proizvodi više od šest stotina vrsta proizvoda - od matičnih škrobova do fizički ili kemijski modificiranih, u obliku suhih prahova do tekućih i čvrstih zaslađivača. Svestranost takvih proizvoda je takva da se oni koriste kao sastojci i funkcionalni dodaci u širokom asortimanu aditiva u hrani, ne-hrani i stočnoj hrani.
Tehnologija za proizvodnju škroba je postupak odvajanja biljnih sastojaka na škrob, proteine, celulozne ljuske, topive frakcije, a u slučaju kukuruza koristi se i klica iz koje će se ekstrahirati ulje. Ova prva faza koristi niz jednostavnih koraka za fizičko razdvajanje komponenti: drobljenje, prosijanje, centrifugiranje itd.Međutim, metode proizvodnje specifične su za svaku biljku, a industrijski alati obično su dizajnirani za sirovine: kukuruz, pšenicu ili krumpir.
Proizvodnja škroba prelazi na sljedeću fazu. U drugom koraku, oporavljena tvar se dalje obrađuje u svom čistom obliku. U procesu sušenja pretvara se u tzv. Matični škrob. Naknadna promjena karakteristika omogućuje vam modificirani škrob.
Industrijska oprema
Potpuno automatizirane proizvodne linije obuhvaćaju sve faze proizvodnje, transporta i pakiranja. Njihova glavna oprema za proizvodnju škroba sastojat će se od komponenti za pranje bubnjeva, odzračivanja, raspira, jedinica odmašćivanja, sustava za odvodnjavanje, vakuumskih filtera i hidrociklonskih jedinica, sušara, strojeva za pakiranje i upravljačkih sučelja.
Škrob i njegove vrste
Škrob se može podijeliti u dvije vrste: nativni i modificirani. Sirovi škrobi, koji i dalje zadržavaju svoju izvornu strukturu i karakteristike, nazivaju se izvornim. Takva komponenta je glavni proizvod koji se prodaje u obliku suhog praha u različitim vrstama hrane, kao i farmaceutskih i industrijskih sirovina.
Matični škrobovi dobivaju se izolacijom škroba koji se prirodno pojavljuje iz žitarica ili korijenskih usjeva, poput kasave, kukuruza i melase. Mogu se koristiti izravno u proizvodnji određenih proizvoda, poput rezanci. Matični škrob se može smatrati glavnim resursom koji se može preraditi u brojne škrobne proizvode.
Treba napomenuti da ova vrsta tvari ima ograničeno vrijeme uporabe i uglavnom se koristi u prehrambenoj industriji. Granule matičnog škroba lako se hidriraju kada se zagrijavaju u vodi, brzo nabubre, želatiniziraju i imaju visoku viskoznost, koja se povećava do vršne vrijednosti sa svakim sljedećim zagrijavanjem.
Unatoč toj posebnosti, prehrambena, metalurška, rudarska, fermentacijska, građevinska, kozmetička, farmaceutska, papirna i kartonska industrija, kao i tekstilna industrija, koriste domaći škrob u svom tradicionalnom obliku.
Modificirani škrob
Postoje svojstva koja su kod domaćeg škroba nedostižna. Modificirani škrob može se koristiti za druge industrijske primjene, dobiva se primjenom niza metoda, kemijskih, fizikalnih i enzimskih modifikacija.
Dakle, tvar je prirodni škrob, koji je promijenjen u svojim fizičkim i / ili kemijskim svojstvima. Proizvodnja modificiranog škroba može uključivati promjenu oblika granule ili sastava komponenata - molekule amiloze i amilopektina. Stoga se modificiraju prirodni škrob kako bi mu se dala svojstva potrebna za posebne svrhe: zadebljanje, želatinizacija, ljepljivost ili stvaranje filma kako bi se poboljšalo zadržavanje vode. Proizvod se također koristi za poboljšanje okusa i sjaja, za uklanjanje ili dodavanje neprozirnosti.
Kada se škrob kemijski ili fizički modificira, svojstva nativnog škroba mijenjaju se što ga čini korisnim u mnogim industrijama, kao što su hrana, farmaceutska industrija, tekstil, nafta i kaša i papir.
Kako se škrob formira u krumpiru?
Oko 75% usjeva krumpira uzgaja se za industrijsku preradu, koja proizvodi škrob. Predstavlja prehrambene rezerve mnogih biljaka. Tijekom vegetacijske sezone, zeleno lišće skuplja energiju od sunca. U krumpiru se ta energija prenosi u obliku otopine šećera do gomolja. Tamo se šećer pretvara u škrob u obliku sitnih granula. Oni zauzimaju veći dio unutrašnjosti kamere.Pretvorba šećera u škrob događa se uz pomoć enzima koji su sljedećeg proljeća odgovorni za ponovnu pretvorbu uskladištene tvari u šećer.
Zimi krumpir konzumira malu količinu škroba kako bi održao vitalne funkcije do proljeća. Gomoljima je potrebna dobra cirkulacija zraka za održavanje vitalne aktivnosti. Niska temperatura pomaže pretvoriti vlastiti škrob u šećer kako bi se smanjila temperatura smrzavanja u staničnom soku. Ako to nije dovoljno, gomolji umiru. Stoga se krumpir mora pravilno obložiti tijekom skladištenja.
Budući da su gomolji glavni izvor škroba krumpira, loši uvjeti skladištenja dovest će do njegovog gubitka, u najgorem slučaju, mrtvog i lomljenog krumpira, koji nisu pogodni za postupak odvajanja škroba.
Proizvodnja krumpirovog škroba
Postupci povezani s industrijskom proizvodnjom proizvoda povećavaju složenost u skladu sa specifičnim potrebama svakog proizvođača. Proizvodnja krumpirovog škroba započinje uklanjanjem blato, pijesak, šljunak s gomoljem biljaka. Ispiranje je postupak protiv protjecanja, a svježa voda se dodaje kroz mlaznice pod pritiskom u završnoj fazi pročišćavanja. Zatim se čisti gomolji drobe u poseban spremnik.
Nakon toga započinje postupak ekstrakcije škroba, čija je svrha otvaranje gomoljnih stanica i oslobađanje granula škroba. Ekstrakcija se odvija na rotirajućim konusnim sitama i protustrujni je postupak. Visoka centrifugalna sila omogućuje upotrebu visokokvalitetnih zaslonskih ploča od nehrđajućeg čelika koje podnose abraziju i kemikalije. Zaslonske ploče imaju duge perforacije od samo 125 mikrona.
Proizvodnja škroba tu ne završava. Sok od krumpirovih stanica bogat je šećerom i proteinima. Kad se stanice otvore, sok se odmah izlaže zraku i reagira s kisikom, tvoreći obojene komponente koje mogu prilijepiti škrob. Kako bi se izbjegao proces oksidacije, dobivenom proizvodu mora se dodati sumpor dioksid ili otopina natrijevog bisulfita.
Vlažni škrob iz rotirajućih vakuumskih filtera suši se u sušilici s umjerenim vrućim zrakom. Prije isporuke, škrob se prosijava na finom sito kako bi se uklonila prašina koja se formirala u vijčanim transporterima.
Proizvodnja kukuruznog škroba
Kukuruzni škrob je popularan prehrambeni sastojak koji se koristi u prehrambenoj, tekstilnoj, farmaceutskoj i papirnoj industriji. Dobiva se iz endosperma kukuruzne jezgre. Proizvodnja kukuruznog škroba popularna je u većini zemalja svijeta. Kukuruz se uzgaja u klimatskim zonama s umjerenom i toplom klimom. U posljednje vrijeme proizvodnja škroba postala je popularna u Rusiji.
Osnovne operacije uključuju sljedeće korake:
- Čišćenje. Sirovine se čiste za uklanjanje stranih predmeta.
- Namakanje. Kukuruzna zrna uronjena su u velike rezervoare s toplom vodom koja sadrži kiselinu i sumpor dioksid.
- Glodanje. Omekšavanje koštica vlažnim mljevenjem u vodi.
- Nagodba i dekantacija. Zgnječeni proizvod se gravitacijsko taloži, a zatim se voda dekantira kako bi se dobila gusta suspenzija kukuruzne mase.
- Prosijavanje. Suspenzija se prosijava da bi se uklonila ljuska.
- Centrifugiranje. Škrob u suspenziji odvojen je od proteina.
- Dehidracija i granulacija škroba.
- Sušenje upotrebom flash sušača.
- Glodanje. Osušeni kukuruzni škrob se melje do željene veličine čestica.
Nakon svih proizvodnih procesa, škrob je prikladno pakiran u zapečaćen i vlago nepropusan materijal za pakiranje. Rezultirajući proizvod je modificiran i ima poboljšane kvalitete.Koristi se u proizvodnji zaslađivača, kalibraciji papira i tekstila, kao zgušnjivač i stabilizator hrane.