Способ замачивания зерна в производстве крахмала Советский патент 1979 года по МПК C13L1/02 

Изобретение отн.осится к области крахмало-паточиой промышленности, в частности к процессу замачивания зерна при производстве зернового крахмала.

Известен способ замачивания зерна, осуществляемый следующим образом: исходное зерно загружается в замочный чан и заливается сернистой кислотой 0,20- 0,25%-ной концентрации в пересчете на сернистый газ и выдерживается при температуре 45-55° С в течение 45-50 час 1.

Основным недостатком известнрго способа замачивания является значительная продолжительность процесса, вследствие чего процесс осуществляется в периодически действующих громоздких аппаратах; затруднены автоматизация и обслуживание процесса; проведение процесса связано со значительными материальными затратами.

Цель изобретения заключается в ускорении процесса. Для этого в предложенном способе в замочный заствор спустя 1-4 час от начала замачивания вводят сильную кислоту до концентрации, последней 0,05-

0,15%. ;.

Из сильных кислот используют сернуй), соляную или азотную.

Предлагаемый способ Заключается, в

следующем.. ;;

Исходное зерно загружается в замочный чан, заливается сернистой -кислотЬй с концентрацией 0,20-0,25%, спустя 1-4 час от начала процесса к замочному раствору добавляется сильная кислота до концентрации 0,05-0,15%. Смесь зерно-замочный раствор выдерживается при температуре 45-55° С.

Из всех процессов, происходящих в зерне при замачивании, важнейшими являются химические процессы, в результате которых диспергирует белковая составляющая структуры энедосперма зерна, в результате чего зерна крахмала становятся свободными и извлекаются при последующей переработке зерна. Прохождение химических процессов в зерне при замачивании связано с действием сернистой кислоты. Сернистая кислота действует на белковые молекулы зерна восстанавливающе.

Четырёхвалентная сера, входящая в состав сернистой кислоты ,и сульфитов, проявляет восстановительные свойства в кислой среде.

Кислотность среды характеризуется концентрацией ионов водорода в растворе, или величиной рН. Величина рП раствора сернистой кислоты концентрации 0,20-0,25% составл-яет 2,3-2,5. При поступлении сернистой кислоты в замочную батарею рН

быстро возрастает и.через час составляет уже 3,8-4,1. К концу процесса замачивания рН замочного раствора повышается до 4,7-5,5. Увеличение рН замочного раствора объясняется, во-первых, уравниванием значений рН зерна, близких к нейтральному значению, и замочного раствора и, во-вторых, распадом сернистой кислоты на воду и сернистый ангидрид, улетучивающийся из раствора. С повышение рН замочного раствора восстанавливаюш,ее действие ионов сернистой кислоты на молекулы бедка замачиваемого зерна ослабевает, скорость химических процессов в зерне замедляется. , ,

Сильная кислота добавляется в замочный раствор с целью поддержания рН раствора в пределах 2,3-3,7. При добавлении в замочный раствор сильной кислоты величина рН его становится более стабильной во времени, так как концентрация ионов водорода, образованная при диссоциации сильной кислоты, изменяется очень медленно в отличие от нестойкой сернистой кислоты. Таким образом в системе зерно-замочный раствор создаются необходимые условия для активного восстановительного действия сернистой кислоты на молекулы белка в течение более продолжительного времени, чем в случае одной сернистой кислоты...

Для обеспечения поддержания рН замочной воды в пределах 2,3-3,7 необходимо в замочный раствор добавить сильную кислоту до концентрации 0,5-0,15%.

Раствор сернистой кислоты, поступающий на замачивание, в начальный период (до 4 час) имеет низкий рН - 2,3-3,7. Через 5-6 час рН его превышает 3,7. ПоэтомуёвОдитЬ сильную кислоту в за мбчный раствор для поддержания рН в пределах 2,,7 следует в первые чдсы . нйя, но, исходя из реальной рН за Шчнрго, pactBOpa, предпочтительнее - через А час началапроцесса.

Поддержание рН замочного раствора в

пределах 2,3-3,7 обеспечивает высокую скорость химических процессов в замачиваемом зерне в результате восстановительного действия сернистой кислоты, результатом чего и является ускорение процесса замачивания.

В литературе описаны исследования по замачиванию зерна в растворах сильных кислот, например, соляной. Замачивание зерна в растворах сильных кислот дает низ-, кий выход крахмала, что подтверждает вывод о том, что эффективность действия сернистой кислоты на замачиваемое зерно обеспечивается не кислотными, а восстановительными ее свойствами.

В предлагаемом способе сильная кислота вводится в замочный раствор для усиления восстанавливающего действия сернистой кислоты, что достигается поддержанием величины рН замочного раствора в интервале 2,3-3,7. Сильная кислота в растворе сернистой кислоты в данном случае проявляет каталитическое действие.

Опытная переработка зерна кукурузы в лабораторных и полузаводских условиях, замоченного существующим и предлагаемым способами в течение 24 час и 48 час подтвердили, что использование предлагаемого способа позволяет уменьшить продолжителЬноСть процесса замачивания не менее чем в 2 раза.

Пример 1. Проводилась лабораторная переработка зерна кукурузы методом «завод на столе. Зерно замачивалось в теГчениё 48 час при температуре 50° С в 0,20%-нбм растворе сернистой кислоты (Контроль), а также в 0,20%-ном растворе . сернистой кислоты с добавлением сильных кислот. Сйльнь1е кислоты вводились в за мочный раствор спустя 4 час от начала замачивания. Определялись выход крахмала и содержание связанного крахмала в по-бочном продукте (мезге) - величины, определяющие эффективность проведения процесса, замачивания. Данные сведены в табл, 1...

Таблица 1

Анализ данных табл. 1 показывает, что применение предлагаемого способа повышает эффективность процесса - увеличивается выход крахмала с 65,56 до 67,4% и уменьшается соответственно его содержание в мезге с 4,65 до 3,56-.3,64%.

П р и м е р 2. Проводилась лабораторная переработка зерна кукурузы, замоченного в течение 24 час при температуре

50° С в 0,20%-ном растворе сернистой кислоты (существующий способ), а также в 0,20%-ном растворе сернистой кислоты с добавление сильных кислот. Сильные кислоты вводились в замочный раствор спустя 4 час от начала замачивания. Определялись выход крахмала и содержание связанного крахмала в мезге. Данные сведены в табл. 2.

Таблица 2

Сопоставление данных табл. 1 и 2 позволяет сделать вывод о том, что предлагаемый способ замачивания при продолжительности процесса в 24 час позволяет получить выход крахмала такой же величины, как при существующем способе при продолжительности замачивания в 48 чае, в данном случае 65,6%. Подтверждает этот вывод и величина содержания связанного крахмала в мезге.

Пример 3.. В условиях Кореневского опытно-экспериментального завода ВНИИК

проведены полузаводские опыты по переработке зерна кукурузы, замоченного в течение 24 и 48 час при температуре 50° С в 0,20%-ном растворе сернистой кислоты (существующий способ), а также в 0,20%-ном растворе сернистой кислоты с добавлением соляной кислоты. Соляная кислота вводилась в замочный раствор спустя 4 час от начала замачивания. Определялось содержание связанного крахмала в мезге. Данные сведены в табл. 3.

Таблица 3

Анализ данных, полученных в полупроизводственных условиях (табл. 3), показывает, что применение предлагаемого способа замачивания позволяет снизить содержание связанного крахмала в мезге и, следевательно, получить более высокий выход крахмала, сократить продолжительность замачивания зерна более чем в два раза. Так, при замачивании зерна в полузаводских условиях предлагаемым способом в течение 24 час содержание связанного крахмала в мезге составило 17,93%, в то время как при замачивании существующим способом в течение 42 час оно составило 18,90%.

Использование предлагаемого способа замачивания зерна по сравнению с существующим позволяет уменьщить продолжительность процесса замачивания более чем в два раза и увеличить выход крахмала не менее, чем на 0,5%.

8

Формула изобретения

.2. Способ но п. 1, отличающийся тем, что из сильных кислот используют серную, или соляную, или азотную.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе заявки:

1. Трегубов Н. Н., Технология крахмала и крахмалолродуктов. Пищепромиздат, М., 1970, с. 164-Ii68.