Способ замачивания зерна в производстве крахмала Советский патент 1984 года по МПК C13L1/02 

Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно может быть испольровано в крахмало™ паточной промышленности при проиэл одстае зернового крахмала.

Известны способы замачивания зерна при производстве крахмаша, заключающимся в выдерживании зерна в растворе, содержащем сернистую кислоту Си иС23.

Недостатком известных способов получения экстракта при замачивании зерна, в особенности способов с сокращенной продолжительностью процесса замачивания, является получение экстракта с высоким содержанием Сахаров из-за недостаточно полного молочно-кислого брожения. Сахара экстракта, вступая в реакцию с аминосоединениями или разлагась при высокой температуре в процессе уваривания в выпарных аппаратах, образуют гуминовые вещества. Эти вещества способствуют быcтpo ly нагарообразованию на поверхности нагрева и закупориванию нагревательных трубок, что является причиной снижения производительности вакуум-аппаратов и непроизводительных затрат теплоэнёргии. Слой накипи толщиной 0,5 мм. может снизить производительность выпарной станции на 30%, Термическое сопротивление накипи для отдельных корпусов выпарной ганции Нередко достигает 50-60% от общего термического сопротивления теплопередачи.

Известно, что молочная кислота, образовавшаяся в экстракте в результате молочно-кислого брожения, предупреждает коагуляцию белковых веществ и отложение осадка на поверхности нагрева СЗ3 и С4.

При концентрации молочной кислоты в экстракте свыше 18% СВ экстракта коагуляция белковых и шшеральных веществ минимальная 5.

Таким образом, уменьшению энергетических затрат при сгущении экстракта способствует интенсификация молочно-кислого брожения при замачивании зерна, обеспечивающая концентрациЕО молочной кислоты свыше 1б% СВ экстракта.

Сахара экстракта в процессе,замачивания зерна 11ри определенных условиях могут ображиваться молочнокислыми бактериями, вносимыми в процесс с зерном и производственными водами, в молочную кислоту. Максимальное сбраживание Сахаров повьшзает технологические качества экстракта, способствует снижению нагараобразования. Однако этот процесс проходит медленно и ко времени окончания замачивания зерна,, в особенности при интенсивных способах замачивания, в

жидком экстракте содержится еще значительное количество Сахаров,

Известен также способ замачивания зерна, обеспечивающий получение жидкого кукурузного экстракта с низким содержанием Сахаров и предусматривающий внесение в замочную среду лактобактерий Delbrukii или Leichmanii. Переходящие из зерна в экстракт сахара активно сбраживаются внесенными бактериями в молочную кислоту и таким образом получается экстракт с низким содержанием Сахаров. В замочный чан заливают раствор сернистой кислоты концентрацией 0,0750,10% и в раствор вводят культуру лактобацилл. Затем в чан загружают зерно и выдерживают его при 45-50с в течение 23-26 ч СбЗ.

К недостаткам этого способа можно отнести то, что для его осуществления требуется чистая культура, например I-actobacillus Leichraanii №287 Для получения необходимого количества эту культуту до ввода ее в замочный чан трижды пересеивают, что требует установки на крахмало-паточных предприятиях дополнительного оборудования и организации стерильного микробиологического производства. Это связано с определенными затратами и техническими сложностями.

Использование сухого бактериального концентрата или сухой бактерлалной закваски Lactobacillus Leichmanii, или Lactolacillus Lelbreickii/ вырабатываемых на специализированных предприятиях, значительно повышает себестоимость вырабатываемых прдуктов из кукурузы. Стоимость 20 г сухой бактериальной закваски 1 руб (Прейскурат № 32-01-56 ОСТ 49-11377), а 1,5 г сухого бактериального препарата 2 руб. 50 коп. (ТУ 49559-79)о

На замачивание 100 т зерна товарной влажности требуется 588 г сухой бактериальной закваски стоимостью 29 руб. 40 коп. или 44,25 г сухого бактериального препарата себестоимостью 73 руб. 75 коп.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ замачивания зерна, согласно которому с целью снижения стоимости процесса и повышения биологической ценности получаемого в результате замачивания экстракта в качестве источника молочно-кислых бактерий используют творожную молочную сыворотку в количестве 0,1-10% на 1 м замочной воды 7 .

Недостатком известного способа является лимитированное потребле.ние мелочной сыворотки на технические цели. Большинство кукурузоперерабатывающих 1:рахмало-паточных предприятий находится на большом удалеНИИ от заводов, специалызирукядихся по переработке 1у1олока, в связи с . чем создаются трудности со снабжением их сывороткой. Использование молочной сыворотки при замачивании зерна повышает себестоимость кукуру ного экстракта. Цена за творожную молочную сыворотку составляет 3 руб. за 1 т (Прейскурант 32-01 поз.71, ОСТ 49-92-75). Для замачивания 100 т зерна товарной влажности потребуется около 5 т творожной сыворотки, стоимость которой 15 руб. без учета затрат на автотранспорт. Целью изобретения является сниж ние стоимости процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу замачива ния зерна в производстве крахмала, предусматривающему выдеришвание зерна в замочной воде, содержащей сернистую кислоту, с введением в н источника молочно-кислых бактерий используют кукурузный экстракт, ра нее выведенный из замочной батареи и выдержанный в течение 20-150 ч при 45-50°с в количестве 5-250 л на 1 м замочной воды. Способ осуществляется следующим образом. В замочный чан заливают раствор сернистой кислоты концентрацией . 0,20-0,25% сернистого ангидрида. П истечении 3-12 ч замачивания в замочную воду в качестве источника молочно-кислых бактерий вводят выдержанный при 40-52с в течение 20 150 ч жидкий кукурузный экстракт в количестве л на 1 м замочной воды. Далее процесс замачивания продолжается согласно HSBecTHONiy способу на оборудовании непрерывного или периодического действия. Основная часть полученного на замочной батарее жидкого кукурузного экстракта поступает на сгущение в выпарные вакуум-аппараты. Часть слитого с замочной батареи экстракта выдерживается при 40-52с в течение 20-150 ч в производственной емкости, после чего может быть использована для введения в замочную батарею для активации молочнокислого брожения. В период выдерживания слитого из замочной батареи кукурузного экстракта происходит активное развитие молочно-кислых бактерий, поступивших в экстракт вместе с зерном. Эти бактерии развиваются при наличии в экстракте сернистого ангидрида, в результате чего некоторые виды молочно-кислых бактерий адаптируются в этой среде и впоследствии могут выдерживать повышенные концентрации. Это позволяет более эффективно проводить процесс сбраживания Сахаров в процессе замачивания. При использовании предлагаемого способа не требуется приобретать бактериальную закваску, бактериальный концентрат или молочную сыворотку. Эффективность выдерживания экстракта во многом заивсит от поддержания оптимальной температуры для развития молочно-кислых бактерий. В табл. 1 приведен пример зависимости обсемененности выдержанного в течение 100 ч экстракта от температуры процесса. Таблица 1

СПОСОБ ЗАГ4АЧИВАННЯ ЗЕРНА В ПРОИЗВОДСТВЕ КРАХМАЛА, предусматриваю1дий выдерживание зерна в замочной воде, содержащей сернистую кислоту, с рведением в нее источника молочно-кислых бактерий, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости процесса, в качестве источника молочно-нислых бактерий используют кукурузный экстракт, вьадёржанный в течение 20 150 ч при 40-52°С в количестве . 5-250 л на 1 мЗ замочной воды. i (Л с: i(ib СО О ел

3386 3950 5666 8170 8720 8560

Из табл. 1 видно, что оптимальной температурой для развития молочно-ки-слых бактерий является интервал 40-52с. При увеличении продолКоличество молочно-кислых бактерий в 1 мл экстракia, тыс.шт.

8310

5400

жительности выдержки экстракта увеличивается обсеменность его MOJio4io-кислыми бактериями,как это показано в табл.21Температура процесса 50 С.

Т а б л и ц а

14900

11160

8560

1280

В зависимости от обсемененности возвращаемого в замочную батарею экстракта зависит объем дозировки,

В табл. 3 приведен пример зависимости продолжительности вьщержки Из табл. 3 следует,что для достижения концентрации молочной кнслоты в экстракте, скачиваемом с замочной батареи, превращающей 18% СВ экстракта, при дозировке 5 л/м необходима выдержка экстракта, скачиваемого с замочной батареи, не менее 150 г. Для достижения этой же концентрации при выдержки экстракта 20 ч необходима дозировка выдержанного 250 л/м. Увеличение выдержки экстракта свыше 150 ч не при водит к уменьшению дозировки в виду незначительного увеличения обсемевенност экстракта молочно-кислыми бактериями. Продолжительность выдер ки экстракта менее 20 ч не эффектив на, так как требует большого объема возврата выдержанного экстракта в замочную батарею. Пример 1. В лабораторных ус ювиях в замочную емкость помещают

экстракта, и объема дозировки на концентрацию молочной кислоты в экстракте, скачиваемом с замочной батарее. Температура процесса .

Таблица 3 75 г зёрна кукурузы, 110 мл раствора сернистой кислоты концентрацией 0,2%. Выдерживают смесь зерна и сернистой кислоты при , Через 6 ч от начала процесса концентрация сернистой кислоты в замочной среде составляет 0,1%. В это время в замочную среду вводят выдержанный 120 ч при 50°С ранее слитый с замочной батареи кукурузный экстракт в количестве 19,8 мл или молочную творожную сыворотку в количестве 5,5 мл (объема дозировок выбраны оптимальные для наиболее псзлного сбраживания Сахаров экстракта). После этого выдерживание зерна в замочном растворе продолжают при 50с в течение 42 ч. После окончания процесса замачивания в слитом из замочной емкости экстракта определяют содержание редуцирующих Сахаров, молочной кислоты и сухих веществ. Результаты приведены в табл. 4.

Известный

Без введения молочнокислых бактерий

С введением в замочный раствор молочной сыворотки

Предлагаемый

С возвращением в замочную воду части кукурузного экстракта

Из табл. 4 следует, что при использовании предлагаемого способа можно получить экстракт с низким содержанием Сахаров и повышенным содержанием молочной кислоты без введения в замочную воду специальных добавок молочно-кислых бактерий.

Пример 2. В лабораторных условиях в замочную емкость помещают 75 г зерна кукурузы, 110 мл раствора сернистой кислоты концентрацией 0,2%. Выдерживают смесь и сернистой кислоты-при 50с. Че27,5

20

11

100

5,5

120

150 0,55

Из табл. 5 следует, что для достижения определенной концентрации молочной кислоты, например 18% СВ,

Таблица 4

5,3

5,1

16,2

25,3

0,4

26,6

0,2

ез 6 ч от начала процесса в замочную среду вводят кукурузный экстракт с различной дозировкой в зависимости от продолжительности выдержки его вне батареи при 50°С. После

этого выдерживание зерна в замочном растворе продолжают при 50°С в течение 42 ч. После окончания процесса замачивания в слитом из замочной емкости экстракте определяют содержание редуцирующих Сахаров, молочной кислоты и сухих веществ.

Результаты приведены в табл. 5.

4,7

18,7

5,7

18,4

4,8

5,6

4,8

18,5

5,6

4,8

18,4

5,6

с увеличением продолжительности выдержки экстракта уменьшается объем его дозировки в замочную батарею.

Использование предлагаемого способа замачивания зерна сохраняет преимущества способов интенсификации процесса замачивания зерна с заведением в замочную воду источника молочно-кислых бактерий, т.е. позволяет эффективно проводить молочнокислое брожение в процессе замачивания зерна и способствует ускорению высвобождения крахмала из белковой части зернового эндосперма, а также улучшению технологического качества зернового экстракта. Такой экстракт уваривается со значительно меньшим иагарообразованием на поверхности нагрева выпарных аппаратов, что позврляет значительно сократить расход вспомогательных материалов, тепловой и электрической энергии и других затрат на очистку поверхностей нагрева и уваривание экстракта.

Предлагаемый способ замачивания зерна позволяет удешевить технологический процесс, исключая введение специальных добавок молочно-кислых бакт ерий, в том Числе и молочной сыворотки.

Кроме того, при использовании предлагаемого способа улучшается процесс сбраживания Сахаров в молочную Кислоту, что объясняется присутствием в замочной среде молочно-кислых бактерий, адаптировавшихся к сернистому ангидриду, применяемому при замачивании зерна.

По сравнению с известным экстракт, получаелФлй при введении в замочную воду вьщержанного вне батареи жидкого экстракта, имеет более низкую стоимость, обусловленную ценами на чистые препараты - источники молочнокислых бактерий. Использование вьщержанного жидкого экстракта вместо сухой бактериальной закваски на предприятии с суточной мощностью 1000 т зерна позволит получить годовой экономический эффект около 97 тыс.руб., а замена вьщержанным жидким экстрактом сухого бактериального препарата на аналогичном предприятии составит годовой экономический эффект 242,4 ты руб.

Использование выдержанного жидкого экстракта вместо творожной молочной сыворотки на предприятии с суточной мощностью 1000 т зерна позволит получить годовой экономический эффект 48 тыс. руб.

По сравнению с известными предлагаемый способ замачивания позволяет значительно удешевить процесс сгущения жидкого экстракта в выпарных установках за счет уменьшения затрат вспомогательных материалов, тепловой и электрической энергии, а также трудозатрат, необходимых на очистку поверхности нагрева выпарных аппаратов от накипи. Годовой экономический эффект составляет 61 тыс. руб. на предприятии с суточной мощностью 1000 т зерна.