Krakmolo svarba kasdieniniame gyvenime yra labai didelė. Dauguma rūšių yra naudojamos pramoniniais tikslais, todėl atsiranda daugybė specializuotų produktų. Tai būtina konditerijos gaminių, mėsos gaminių, naudojamų medicinoje, vaistų gamybai ir celiuliozės pramonėje, gamyboje. Kas yra krakmolo gamyba, taip pat jo rūšys bus aptariamos šiame straipsnyje.
Kur naudojamas krakmolas ir jo vertė
Ši medžiaga yra viena gausiausių savo prigimtimi, atsinaujinančių ir beveik neribotų išteklių. Krakmolas gaminamas iš javų ar šakniavaisių. Daugiausia naudojamas kaip maisto agentas, tačiau dėl cheminio ar biologinio perdirbimo šiandien lengvai paverčiamas daugybe naudingų produktų.
Be maisto, krakmolas naudojamas popieriaus, tekstilės gaminių, klijų, gėrimų, konditerijos gaminių, farmacijos pramonės ir statybinių medžiagų gamyboje. Medžiaga pasižymi daugybe nuostabių savybių, įskaitant aukštą pastos klampumą, skaidrumą ir maksimalų atsparumą užšalimo ir atšildymo procesams, naudingus daugeliui pramonės sričių.
Krakmolo gamyba yra ekonomiškai efektyvus verslas, nes bulvės, turinčios didelę medžiagos koncentraciją, kuri yra tolesnės gamybos pagrindas, dažniausiai naudojamos kaip palyginti pigus žaliavų šaltinis. Apdoroto sauso koncentrato savybės gali būti palyginamos ar net pranašesnės už panašias medžiagas, gaunamas iš kukurūzų, kviečių, ryžių.
Nuo augalo iki miltelių
Krakmolas yra augalų gliukozės atsargos. Europoje jis randamas kukurūzuose, kviečiuose ir bulvėse, iš kurių jis išgaunamas, taip pat daugelyje kitų augalų: ryžiuose, miežiuose, daržovėse, maniokoje, saldžiosiose bulvėse.
Krakmolo susidarymas augaluose vyksta fotosintezės metu. Šis fiziologinis mechanizmas leidžia gaminti ir laikyti gliukozę (elementarųjį cukrų), reikalingą jų augimui ir dauginimuisi. Iš pradžių augalas pasisavina anglį iš atmosferos ir paverčia ją gliukoze. Susidaro pagrindinė molekulė. Tada jis naudojamas krakmolo polimerų, susijusių su gryna gliukoze, sintezei.
Augaluose medžiaga atrodo kaip mažos granulės, netirpios šaltame vandenyje, kurių dydis yra nuo 3 iki 100 mikronų. Jų forma skiriasi priklausomai nuo kilmės. Gamybos sąlygomis krakmolas ir jo dariniai vartotojams tiekiami miltų pavidalo miltelių ar sirupų pavidalu.
Pagrindinės gamybos operacijos
Krakmolo pramonė gamina daugiau nei šešis šimtus rūšių produktų - nuo vietinių krakmolų iki fiziškai ar chemiškai modifikuotų sausų miltelių pavidalo iki skystų ir kietų saldiklių. Tokių produktų universalumas yra toks, kad jie naudojami kaip ingredientai ir funkciniai priedai įvairiuose maisto, ne maisto ir pašarų prieduose.
Krakmolo gamybos technologija susideda iš augalų komponentų atskyrimo į krakmolą, baltymus, celiuliozės lukštą, tirpias frakcijas, o kukurūzų atveju naudojamas ir gemalas, iš kurio bus išgaunamas aliejus. Šiame pirmame etape atliekant paprastus komponentus fiziškai atsiskiriama: susmulkinimas, sijojimas, centrifugavimas ir kt.Tačiau gamybos būdai būdingi kiekvienam augalui, o pramoniniai įrankiai paprastai yra skirti žaliavoms: kukurūzams, kviečiams ar bulvėms.
Krakmolo gamyba pereina į kitą etapą. Antrame etape atgauta medžiaga toliau apdorojama gryna forma. Džiovinimo metu jis paverčiamas vadinamuoju natūraliu krakmolu. Vėlesnis charakteristikų pakeitimas leidžia gauti modifikuotą krakmolą.
Pramoniniai įrengimai
Visiškai automatizuotos gamybos linijos apima visus gamybos, transportavimo ir pakavimo etapus. Pagrindinę jų krakmolo gamybos įrangą sudarys būgnų ploviklių, desonizacijos, raspiros, desanderio, vandens nuvedimo sistemų, vakuuminių filtrų ir hidrociklono mazgų, džiovyklų, pakavimo mašinų ir valdymo sąsajų komponentai.
Krakmolas ir jo rūšys
Krakmolai gali būti suskirstyti į du tipus: vietinius ir modifikuotus. Neapdoroti krakmolai, kurie vis dar išlaiko savo pradinę struktūrą ir savybes, yra vadinami vietiniais. Toks komponentas yra pagrindinis produktas, kuris parduodamas įvairių rūšių sausų miltelių pavidalu maistui, taip pat farmacijos ir pramoninėms žaliavoms.
Natūralus krakmolas gaunamas išskiriant natūralų krakmolą iš grūdų ar šakniavaisių, tokių kaip kasava, kukurūzai ir melasa. Jie gali būti naudojami tiesiogiai gaminant tam tikrus produktus, pavyzdžiui, makaronus. Natūralusis krakmolas gali būti laikomas pagrindiniu šaltiniu, kurį galima perdirbti į daugelį krakmolo gaminių.
Reikėtų pažymėti, kad šios rūšies cheminės medžiagos yra ribotai naudojamos ir daugiausia naudojamos maisto pramonėje. Natūralios krakmolo granulės lengvai hidratuojamos kaitinant vandenyje, greitai išsipučia, želatina ir pasižymi dideliu klampumu, kuris padidėja iki didžiausios vertės kiekvienąkart paskui kaitinant.
Nepaisant šio ypatumo, maisto, metalurgijos, kasybos, fermentacijos, statybų, kosmetikos, farmacijos, popieriaus ir kartono, taip pat tekstilės pramonėje tradicinis natūralus krakmolas yra naudojamas.
Modifikuoti krakmolai
Yra savybių, kurių negalima pasiekti su vietiniu krakmolu. Modifikuotas krakmolas gali būti naudojamas kitoms pramoninėms reikmėms, jis gaunamas naudojant daugybę metodų, cheminių, fizinių ir fermentinių modifikacijų.
Taigi, tai yra natūralus krakmolas, kurio fizinės ir (arba) cheminės savybės buvo pakeistos. Gaminant modifikuotą krakmolą, gali būti keičiama granulės forma arba komponentų - amilozės ir amilopektino molekulių - sudėtis. Todėl, siekiant pagerinti vandens sulaikymą, natūralus krakmolas modifikuojamas, kad būtų suteiktos jo savybės, reikalingos konkretiems tikslams: tirštumui, želatinimui, lipnumui ar plėvelės formavimui. Produktas taip pat naudojamas pagerinti skonį ir blizgesį, pašalinti arba padaryti nepermatomus.
Kai krakmolas modifikuojamas chemiškai arba fiziškai, vietinio krakmolo savybės keičiasi, todėl jis yra naudingas daugelyje pramonės sričių, pavyzdžiui, maisto, farmacijos, tekstilės, naftos, celiuliozės ir popieriaus.
Kaip bulvėse susidaro krakmolas?
Apie 75% bulvių derliaus užauginama pramoniniam perdirbimui, iš kurio gaunamas krakmolas. Tai parodo daugelio augalų maistines atsargas. Augimo sezono metu žali lapai surenka energiją iš saulės. Bulvėse ši energija transportuojama cukraus tirpalo pavidalu iki gumbų. Būtent ten cukrus virsta krakmolu mažų granulių pavidalu. Jie užima didžiąją dalį kameros interjero.Cukrus virsta krakmolu pasitelkiant fermentus, atsakingus už saugomos medžiagos pavertimą cukrumi kitą pavasarį.
Žiemą bulvės sunaudoja nedidelį kiekį krakmolo, kad galėtų išlaikyti gyvybines funkcijas iki pavasario. Gumbagumbiams reikia geros oro cirkuliacijos, kad būtų galima palaikyti gyvybinę veiklą. Žema temperatūra padeda pačiam krakmolą paversti cukrumi, kad sumažėtų ląstelių sulčių užšalimo temperatūra. Jei to nepakanka, gumbai miršta. Todėl laikymo metu bulvės turi būti tinkamai padengtos.
Kadangi stiebagumbiai yra pagrindinis bulvių krakmolo šaltinis, dėl nepalankių laikymo sąlygų bulvės bus prarastos, o blogiausiu atveju - negyvos ir susmulkintos bulvės, netinkamos krakmolui atskirti.
Bulvių krakmolo gamyba
Procedūros, susijusios su gaminio gamyba, tampa sudėtingesnės, atsižvelgiant į specifinius kiekvieno gamintojo poreikius. Bulvių krakmolo gamyba prasideda pašalinant purvas, smėlis, žvyras su gumbų augalais. Skalavimas yra priešpriešinis srautas, kai paskutiniame gryninimo etape per slėgio purkštukus įpilama gėlo vandens. Tada švarūs gumbai susmulkinami specialiame inde.
Po to prasideda krakmolo ekstrahavimo procesas, kurio tikslas yra atidaryti gumbų ląsteles ir išleisti krakmolo granules. Ekstrahavimas vyksta ant besisukančių kūginių sietų ir yra priešsrovinis procesas. Didelė išcentrinė jėga leidžia naudoti aukštos kokybės nerūdijančio plieno ekrano plokštes, kurios atlaiko dilimą ir chemikalus. Ekrano plokščių ilgos perforacijos yra tik 125 mikronai.
Krakmolo gamyba tuo nesibaigia. Bulvių ląstelių sultyse gausu cukraus ir baltymų. Atidarius ląsteles, sultys nedelsiant veikiamos oro ir reaguoja su deguonimi, sudarydamos spalvotus komponentus, galinčius prilipti prie krakmolo. Norint išvengti oksidacijos proceso, į gautą produktą reikia įpilti sieros dioksido arba natrio bisulfito tirpalo.
Iš besisukančių vakuuminių filtrų esantis šlapias krakmolas džiovinamas džiovintuve su karštu oru. Prieš tiekimą krakmolas sijojamas ant smulkaus sieto, kad būtų pašalintos dulkės, susidariusios sraigtiniuose konvejeriuose.
Kukurūzų krakmolo gamyba
Kukurūzų krakmolas yra populiarus maisto ingredientas, naudojamas maisto, tekstilės, farmacijos ir popieriaus pramonėje. Jis gaunamas iš kukurūzų branduolio endospermo. Kukurūzų krakmolo gamyba yra populiari daugelyje pasaulio šalių. Kukurūzai auginami klimato zonose, kuriose yra vidutinio klimato ir šiltas klimatas. Neseniai krakmolo gamyba išpopuliarėjo Rusijoje.
Pagrindinės operacijos apima šiuos veiksmus:
- Valymas. Žaliavos valomos pašalinant pašalinius daiktus.
- Mirkymas. Kukurūzų grūdai panardinami į dideles talpas su šiltu vandeniu, kuriame yra rūgšties ir sieros dioksido.
- Frezavimas Branduolių minkštinimas šlapiu šlifavimu vandenyje.
- Atsiskaitymas ir dekanavimas. Susmulkintam produktui leidžiama nusistovėti per sunkumą, o po to vanduo nupilamas, gaunant tirštą kukurūzų masės suspensiją.
- Atranka. Suspensija sijojama, kad būtų pašalinta luobelė.
- Centrifugavimas Krakmolas suspensijoje atskiriamas nuo baltymų.
- Krakmolo dehidracija ir granuliavimas.
- Džiovinimas naudojant džiovintuvus.
- Frezavimas Džiovintas kukurūzų krakmolas sumalamas iki norimo dydžio dalelių.
Po visų gamybos procesų krakmolas yra tinkamai pakuojamas į sandarią ir drėgmei nepralaidžią pakavimo medžiagą. Gautas produktas yra modifikuotas ir turi geresnes savybes.Jis naudojamas gaminant saldiklius, kalibruojant popierių ir tekstilę, kaip maisto tirštiklis ir stabilizatorius.