Dôležitosť škrobu v každodennom živote je veľmi veľká. Väčšina druhov sa používa na priemyselné účely, čo vedie k vzniku mnohých špecializovaných výrobkov. Je nevyhnutná na výrobu cukroviniek, mäsových výrobkov, ktoré sa používajú v medicíne na výrobu liekov av priemysle buničiny. V tomto článku sa budeme zaoberať otázkou výroby škrobu, ako aj jeho druhov.
Kde sa používa škrob a jeho hodnota
Táto látka je jednou z najhojnejších v prírode, obnoviteľným a takmer neobmedzeným zdrojom. Škrob je vyrobený z obilnín alebo koreňových plodín. Používa sa hlavne ako potravina, ale aj vďaka chemickému alebo biologickému spracovaniu sa dnes ľahko premieňa na mnoho užitočných produktov.
Škrob sa okrem potravín používa na výrobu papiera, textilu, lepidiel, nápojov, cukroviniek, farmaceutického priemyslu a na výrobu stavebných materiálov. Látka má mnoho pozoruhodných charakteristík vrátane vysokej viskozity pasty, jej priehľadnosti a maximálnej odolnosti voči procesom zmrazovania a rozmrazovania, ktoré sú prospešné pre mnoho priemyselných odvetví.
Výroba škrobu je nákladovo efektívny podnik, pretože zemiaky obsahujúce vysokú koncentráciu látky, ktorá slúži ako základ pre ďalšiu výrobu, sa najčastejšie používajú ako relatívne lacný zdroj surovín. Spracovaný suchý koncentrát sa dá porovnať vo vlastnostiach alebo dokonca lepšie ako podobné látky získané z kukurice, pšenice, ryže.
Z rastliny na prášok
Škrob je dodávka rastlinnej glukózy. V Európe sa nachádza v kukurici, pšenici a zemiakoch, z ktorých sa extrahuje, ako aj v mnohých ďalších rastlinách: ryža, jačmeň, zelenina, kasava, sladké zemiaky.
Počas fotosyntézy dochádza k tvorbe škrobu v rastlinách. Tento fyziologický mechanizmus umožňuje produkciu a ukladanie glukózy (elementárneho cukru), ktorá je nevyhnutná pre ich rast a reprodukciu. Rastlina na začiatku absorbuje uhlík z atmosféry a premieňa ho na glukózu. Vytvorí sa hlavná molekula. Potom sa používa na syntézu škrobových polymérov spojených s čistou glukózou.
V rastlinách vyzerá látka ako malé granule, nerozpustné v studenej vode, s veľkosťou od 3 do 100 mikrónov. Ich tvar sa líši podľa pôvodu. V podmienkach výroby sa škrob a jeho deriváty dodávajú spotrebiteľskému priemyslu vo forme múky podobnej múky alebo sirupov.
Základné výrobné operácie
V škrobárskom priemysle sa vyrába viac ako šesťsto druhov výrobkov - od natívnych škrobov po fyzikálne alebo chemicky modifikované, vo forme suchých práškov až po tekuté a tuhé sladidlá. Univerzálnosť takýchto výrobkov je taká, že sa používajú ako prísady a funkčné prísady v širokej škále potravinárskych, nepotravinárskych a kŕmnych doplnkových látok.
Technológia výroby škrobu spočíva v procese separácie rastlinných zložiek na škrob, proteín, celulózovú škrupinu, rozpustné frakcie a v prípade kukurice sa používa tiež klíčok, z ktorého sa bude extrahovať olej. Táto prvá fáza využíva sériu jednoduchých krokov na fyzické oddelenie zložiek: drvenie, preosievanie, odstreďovanie atď.Výrobné metódy sú však špecifické pre každú rastlinu a priemyselné nástroje sa zvyčajne navrhujú pre suroviny: kukurica, pšenica alebo zemiaky.
Výroba škrobu prechádza do ďalšej fázy. V druhom kroku sa látka, ktorá sa získala, ďalej spracúva v čistej forme. V procese sušenia sa prevádza na tzv. Prírodný škrob. Následná zmena charakteristík vám umožní získať modifikovaný škrob.
Priemyselné zariadenia
Plne automatizované výrobné linky zahŕňajú všetky fázy výroby, prepravy a balenia. Ich hlavné vybavenie na výrobu škrobu bude pozostávať z komponentov bubnových umývačiek, desonácie, raspiry, desanderových jednotiek, odvodňovacích systémov, vákuových filtrov a hydrocyklónových jednotiek, sušičiek, baliacich strojov a kontrolných rozhraní.
Škrob a jeho druhy
Škroby možno rozdeliť do dvoch typov: natívne a modifikované. Surové škroby, ktoré si stále zachovávajú svoju pôvodnú štruktúru a vlastnosti, sa nazývajú pôvodné. Takáto zložka je hlavným produktom, ktorý sa predáva vo forme suchého prášku v rôznych stupňoch pre potraviny, ako aj pre farmaceutické a priemyselné suroviny.
Natívne škroby sa získavajú izoláciou prirodzene sa vyskytujúceho škrobu buď z obilnín alebo z koreňových plodín, ako je napríklad kasava, kukurica a melasa. Môžu sa použiť priamo pri výrobe určitých výrobkov, ako sú rezance. Prírodný škrob sa môže považovať za hlavný zdroj, ktorý možno spracovať na množstvo škrobových výrobkov.
Malo by sa poznamenať, že tento typ látky má obmedzený čas použitia a používa sa najmä v potravinárskom priemysle. Natívne škrobové granule sa ľahko zohrievajú, keď sa zahrievajú vo vode, rýchlo napučiavajú, želatínujú a majú vysokú viskozitu, ktorá sa pri každom ďalšom zahrievaní zvyšuje na najvyššiu hodnotu.
Napriek tejto zvláštnosti potravinársky, hutnícky, ťažobný, fermentačný, stavebný, kozmetický, farmaceutický, papierenský a kartónový priemysel, ako aj textilný priemysel využívajú prírodný škrob v tradičnej podobe.
Modifikované škroby
Existujú vlastnosti, ktoré sa nedajú dosiahnuť s prírodným škrobom. Modifikovaný škrob sa môže použiť na iné priemyselné aplikácie, získava sa pomocou mnohých metód, chemických, fyzikálnych a enzymatických modifikácií.
Látka je teda prírodným škrobom, ktorý sa zmenil vo svojich fyzikálnych a / alebo chemických vlastnostiach. Výroba modifikovaného škrobu môže zahŕňať zmenu tvaru granúl alebo zloženia zložiek - molekúl amylózy a amylopektínu. Preto sa uskutočňujú modifikácie prírodného škrobu, aby sa získali vlastnosti potrebné na špecifické účely: zahusťovanie, želatínovanie, priľnavosť alebo tvorba filmu na zlepšenie zadržiavania vody. Výrobok sa tiež používa na zlepšenie chuti a lesku, na odstránenie alebo poskytnutie nepriehľadnosti.
Keď sa škrob chemicky alebo fyzikálne modifikuje, vlastnosti prírodného škrobu sa zmenia, čo ho robí užitočným v mnohých priemyselných odvetviach, napríklad v potravinárskom, farmaceutickom, textilnom, ropnom priemysle, buničine a papieri.
Ako sa tvorí škrob v zemiakoch?
Asi 75% zemiakovej plodiny sa pestuje na priemyselné spracovanie, ktoré produkuje škrob. Predstavuje nutričné rezervy mnohých rastlín. Počas vegetačného obdobia zbierajú zelené listy energiu zo slnka. V zemiakoch sa táto energia prenáša vo forme roztoku cukru do hľúz. Cukor sa tu premieňa na škrob vo forme malých granúl. Zaberajú väčšinu interiéru fotoaparátu.Konverzia cukru na škrob nastáva pomocou enzýmov, ktoré sú zodpovedné za opätovnú premenu skladovanej látky na cukor budúcu jar.
V zime konzumujú zemiaky malé množstvo svojho škrobu, aby si zachovali životne dôležité funkcie až do jari. Hľuzy potrebujú dobrú cirkuláciu vzduchu na udržanie životne dôležitej činnosti. Nízka teplota pomáha premieňať vlastný škrob na cukor, aby sa znížila teplota mrazu v bunkovej šťave. Ak to nestačí, hľuzy zomrú. Preto musia byť zemiaky počas skladovania riadne obaľované.
Keďže hľuzy sú hlavným zdrojom zemiakového škrobu, nepriaznivé podmienky skladovania povedú k jeho strate v najhoršom prípade k odumretým a rozbitým zemiakom, ktoré nie sú vhodné na proces oddeľovania škrobu.
Výroba zemiakového škrobu
Postupy spojené s priemyselnou výrobou výrobku sa zvyšujú v zložitosti v súlade so špecifickými potrebami každého výrobcu. Výroba zemiakového škrobu sa začína odstránením bahno, piesok, štrk s hľuzami. Opláchnutie je protiprúdový proces, pri ktorom sa čerstvá voda pridáva cez tlakové dýzy v konečnom stupni čistenia. Potom sa čisté hľuzy rozdrvia v špeciálnej nádobe.
Potom sa začne proces extrakcie škrobu, ktorého účelom je otvoriť hľuzy a uvoľniť škrobové granule. Extrakcia sa uskutočňuje na rotujúcich kónických sitách a je to protiprúdový proces. Vysoká odstredivá sila umožňuje použitie vysoko kvalitných sít z nehrdzavejúcej ocele, ktoré odolávajú oderu a chemikáliám. Platne sitá majú dlhé perforácie s priemerom iba 125 mikrónov.
Výroba škrobu sa tým nekončí. Šťava zo zemiakových buniek je bohatá na cukor a bielkoviny. Po otvorení buniek sa šťava okamžite vystaví vzduchu a reaguje s kyslíkom, čím sa vytvoria zafarbené zložky, ktoré môžu priľnúť na škrob. Aby sa zabránilo oxidačnému procesu, musí sa k výslednému produktu pridať oxid siričitý alebo roztok hydrogensiričitanu sodného.
Vlhký škrob z rotujúcich vákuových filtrov sa suší v bleskovej sušiarni miernym horúcim vzduchom. Pred dodaním sa škrob preoseje na jemnom site, aby sa odstránil všetok prach, ktorý sa tvorí v závitovkových dopravníkoch.
Výroba kukuričného škrobu
Kukuričný škrob je obľúbenou zložkou potravín používanou v potravinárskom, textilnom, farmaceutickom a papierenskom priemysle. Získava sa z endospermu kukuričného jadra. Výroba kukuričného škrobu je populárna vo väčšine krajín sveta. Kukurica sa pestuje v klimatických zónach s miernym a teplým podnebím. V nedávnej dobe sa v Rusku stala populárna výroba škrobu.
Základné operácie zahŕňajú nasledujúce kroky:
- Upratovanie. Suroviny sa čistia, aby sa odstránili cudzie predmety.
- Namáčanie. Kukuričné zrná sa ponoria do veľkých nádrží s teplou vodou obsahujúcou kyselinu a oxid siričitý.
- Frézovanie. Zmäkčovacie jadrá mletím za mokra vo vode.
- Vysporiadanie a dekantácia. Rozdrvený produkt sa nechá usadiť pomocou gravitácie a potom sa voda zleje, čím sa získa hustá suspenzia kukuričnej hmoty.
- Preosievanie. Suspenzia sa preosieva na odstránenie šupiek.
- Odstreďovanie. Škrob v suspenzii sa oddelí od proteínu.
- Dehydratácia a granulácia škrobu.
- Sušenie pomocou bleskových sušičiek.
- Frézovanie. Sušený kukuričný škrob sa melie na požadovanú veľkosť častíc.
Po všetkých výrobných procesoch sa škrob vhodne zabalí do utesneného a nepriepustného obalového materiálu. Výsledný produkt je modifikovaný a má zlepšené vlastnosti.Používa sa pri výrobe sladidiel, kalibrácii papiera a textílií ako zahusťovadiel a stabilizátorov potravín.