75% bulvių derliaus išauginama pramoniniam perdirbimui, o danai vienam gyventojui pagamina daugiau krakmolo nei bet kuri kita tauta.
KRAKMOLO ATSIRAŠYMAS
Krakmolas sudaro daugelio augalų maistines atsargas. Vegetacijos metu žali lapai renka energiją iš saulės. Bulvėse ši energija cukraus tirpalo pavidalu nunešama į gumbus, o ten cukrus paverčiamas krakmolu mažyčių granulių, užimančių didžiąją dalį ląstelės vidaus, pavidalu.
Cukraus pavertimas krakmolu vyksta veikiant fermentams. Tada kitą pavasarį fermentai taip pat yra atsakingi už krakmolo pakartotinį pavertimą cukrumi – pernešamas į viršų kaip energija augančiam augalui.
KRAKMOLO KOKYBĖS PAGRINDAS PADEDAMAS BULVŲ spaustuve.
Lauke arba žiemą laikomi gnybtuose, gumbai išlieka gyvi ir jiems reikia šiek tiek oro kvėpavimui ir gyvybei.
Žiemą bulvės sunaudoja nedidelį kiekį krakmolo, kad išlaikytų gyvybines funkcijas iki pavasario. Tam reikia gryno oro, o kvėpavimas sukelia šilumos generavimą.
Jei aplinkos temperatūra nukrenta ir kyla šalčio pavojus, gumbai bando išsaugoti savo odelę, plačiai paversdami krakmolą cukrumi, kad sumažintų ląstelių sulčių užšalimo temperatūrą. Jei to nepakanka, gumbai miršta. Todėl laikant bulves reikia tinkamai uždengti.
Jei bulvės sušyla, sustiprėja kvėpavimas, dar labiau pakyla temperatūra. Kvėpavimui sunaudojama daug krakmolo, o gumbai mirs nuo karščio.
Dėl nepalankių laikymo sąlygų susidaro krakmolo nuostoliai, o blogiausiu atveju – negyvos ir sutrupėjusios bulvės, kurios trukdo procesui.
Blogų bulvių tiekimas turi būti atmestas.
Gedimai transportuojant taip pat sukelia kokybės problemų. Kiekvienas smūgis pažeidžia ląsteles, dėl to netenkama krakmolo ir ant gumbų atsiranda negyva vieta. Todėl labai svarbu vežant bulves tvarkyti kiek įmanoma atidžiau, naudojant turimas technologijas ir įrangą.
RAFINAVIMAS PRADEDAMA JAU PRIĖMIANT ŽALIAVĄ.
Nuleidimo sklendė, skirta pirminiam tuščios sandėlio užpildymui.
Gamykloje iškrovimo metu žalą galima sumažinti uždengiant buferinius silosus guma ir sumažinant kritimo poveikį guminėmis užuolaidomis. Smulkios bulvės išskiria daug sulčių, todėl susidaro putos ir bereikalingų problemų plovimo stotyje.
Birūs nešvarumai, smėlis ir žvyras pašalinami ant besisukančio tinklelio prieš išleidžiant bulves į parduotuvę – kuo geriau pašalinamas nešvarumas, tuo vėliau bus mažiau problemų dėl akmenų ir smėlio tėkmės kanaluose. Dirvožemyje taip pat yra daug maistinių medžiagų, kurios ištirps plovimo vandenyje ir prisidės prie nuotekų sukeliamo poveikio aplinkai.
Bulvių parduotuvė yra būtina norint užtikrinti bulvių tiekimą per naktį. Prekių savaitgaliui taip pat gali prireikti dėl sunkiojo kelių transporto apribojimų ne įprastomis darbo valandomis.
Ideali situacija – kiekvieną rytą pasiekti bulvių saugyklos dugną, nes ilgai laikant storuose sluoksniuose be tinkamos ventiliacijos, bulvės kenčia.
EFEKTYVUS PLAVIMAS PADARIA PAPRASTAS.
Plovimo stotyje nepašalinti dirvožemiai ir nešvarumai vėliau sukelia problemų. Todėl skalbimas yra labai svarbus. Skalbimas yra priešsrovinis procesas, paskutiniame etape per slėgio purkštukus įpilamas šviežias vanduo.
Bulvės vandens kanalais – per akmenų gaudyklę – nuleidžiamos į plovimo stotį. Akmenų gaudyklėje išnaudojamas savitasis akmenų ir bulvių svorių skirtumas – prieš srovę tekantis vandens srautas perneša bulves virš akmenų gaudyklės, o sunkesni akmenys sulaikomi ir surenkami ant akmenų konvejerio.
Vandens lygis skalbimo būgne turi būti žemas, kad bulvės neplūduriuotų. Būgnas yra ne tik konvejeris, bet ir užtikrina, kad bulvės stipriai trinasi viena į kitą. Įtrynimas būtinas norint nuo paviršiaus pašalinti grybelius, supuvusias dėmes, odą ir nešvarumus. Nusėdus smėliui baseinuose, plūduriuojantis vanduo gali būti perdirbamas.
Aukštas plovimo standartas pagerina rafinavimą, nes daugelis priemaišų savo specifiniu tankiu ir dydžiu primena krakmolą, todėl bulvių plovimas yra vienintelis būdas jų atsikratyti.
Priemaišų, prilipusių prie bulvių pristatymo metu, kiekis labai priklauso nuo oro sąlygų ir dirvožemio, kuriame bulvės auginamos.
Skalbimui ir plovimui sunaudoto vandens kiekis yra toks pat, kaip ir galutiniame aukšto slėgio purškimo metu panaudoto švaraus vandens kiekiui.
RASPINGAS.
Raspavimas yra pirmasis krakmolo ekstrahavimo žingsnis. Tikslas yra atidaryti gumbų ląsteles ir išleisti krakmolo granules. Gautą srutą galima laikyti minkštimo (ląstelių sienelių), vaisių sulčių ir krakmolo mišiniu. Naudojant šiuolaikinius greitaeigius rasperius, šlifavimas atliekamas tik vienu praėjimu.
SIEROS NAUDOJIMAS.
Ląstelių sultyse gausu cukraus ir baltymų. Atidarius ląsteles, sultys akimirksniu patenka į orą ir reaguoja su deguonimi, sudarydamos spalvotus komponentus, kurie gali prilipti prie krakmolo.
Todėl reikia įpilti sieros dioksido dujų arba natrio bisulfito tirpalo. Didelis sieros junginių redukcijos potencialas apsaugo nuo spalvos pasikeitimo. Turi būti pridėta pakankamai sieros, kad sultys ir minkštimas išlaikytų šviesiai geltoną spalvą. (Re.: TM 23)
IŠGAVIMAS.
Norint išplauti krakmolo granules iš ląstelių, reikalingas galingas plovimas – ląstelės suplėšomos rasplyje ir susidaro filtravimo kilimėlis, kuris bando sulaikyti krakmolą. Anksčiau ekstrahavimui buvo naudojamas vanduo, tačiau šiandien ekstrahavimas vyksta uždarose sistemose, leidžiančiose naudoti pačias bulvių sultis. Jo pranašumas yra tai, kad sultys vėliau gali būti išgaunamos koncentruotos ir neskiestos, todėl sumažėja transportavimo išlaidos, naudojant jas kaip trąšas.
Išplautas krakmolas išsiskiria iš ekstrahavimo sietų kartu su vaisių sultimis, o ląstelių sienelės (minkštimas) pumpuojamos į minkštimo nusausinimo sietus. Minkštimas iš vandens nusausinimo sietų palieka sausas, ty maždaug 8 % sausosios medžiagos.
Ekstrahavimas vyksta ant besisukančių kūginių sietų, kur išcentrinė galia padidina ploto vieneto talpą. Dėl didelio efektyvumo galima naudoti aukštos kokybės sieto plokštes, pagamintas iš nerūdijančio plieno, kurios atlaikys dilimą ir CIP chemines medžiagas. Sieto plokštės turi ilgas, tik 125 mikronų skersmens perforacijas.
Krakmolo ekstraktoriaus veikimo principas.
Ekstrahavimas yra priešsrovinis procesas, kurio paskutinis žingsnis yra plaušienos nusausinimo tinklelis. Jei minkštimas reikalingas beveik sausoje formoje, purškimo antgalių su plovimo vandeniu skaičius sumažėja. Vietoj to palaikomas nuolatinis purškimas atgal, kad būtų užtikrinta, jog sausa masė slys žemyn ekranu.
ŽAVO KRAKMOLO SUSTRŲ KONCENTRACIJA.
Ant hidrociklono įrenginio išsiskiria kuo daugiau sulčių. Krakmolas išeina iš koncentratoriaus kaip pumpuojama maždaug 19 oBe srutos.
Koncentravimo stadiją paprastai sudaro nuosekliai išdėstyti blokai su hidrociklono blokais putų šalinimui, koncentravimui ir krakmolo regeneravimui.
REFININGAS
Dabar belieka išvalyti žalią krakmolo pieną (suspensiją) ir pašalinti vaisių sulčių likučius bei nešvarumus. Tai daroma daugiau ar mažiau tais pačiais principais, kaip ir iš skalbinių išvalant muiluotą vandenį – vėl ir vėl išgręžiate ir pamirkote švariame vandenyje. Kiekvienas skalbiantis supranta, kaip dažnai reikia gręžti, kol skalavimo vanduo tampa visiškai skaidrus, ir kuo stipriau gręžiate, tuo mažiau skalavimo žingsnių reikia.
Tuo pačiu būdu krakmolo suspensija vėl ir vėl skiedžiama ir koncentruojama. Siekiant sutaupyti skalavimo vandens, šiuo metu skalbiamas skaitiklis – ty gaunamas gėlas vanduo naudojamas pačiame paskutiniame etape, o perpildymas yra perdirbamas praskiedimui ankstesniame etape ir pan.
HIDROCIKLONAI.
Rafinavimas pagrįstas specifinio vandens, pluoštų ir krakmolo tankio skirtumu:
Savitasis tankis g/ml | |
krakmolas | 1,55 |
Ląstelių sienelės (pluoštas) | 1,05 |
Vanduo | 1,00 |
Dirvožemis, smėlis | aukščiau 2 |
Stipriuose hidrociklono ir centrifugos gravitaciniuose laukuose krakmolas greitai nusėda, o pluoštai (celiuliozės likučiai) tiesiog plūduriuoja vandenyje. Sultys tiesiogiai praskiedžiamos vandeniu ir patenka į vandens fazę.
Sukūrus vandens srautą, judantį krakmolo link, daug vandenyje tiesiog plūduriuojančių skaidulų gali būti priversta į perpildymą. Dirvožemis, smėlis ir daugelis grybų ir kt. yra vienodo tankio arba sunkesni už krakmolą, todėl šių dalelių nuo krakmolo atskirti išcentrine jėga neįmanoma – todėl labai svarbu nuo bulvių paviršiaus pašalinti kuo daugiau nešvarumų. skalbimo stotis.
Nors kai kurios priemaišos patenka su krakmolu į apatinį srautą, per sietelį yra paskutinė galimybė pašalinti didesnes daleles, ty daleles, kurios yra didesnės nei 125 mikronai. Dalelės nėra sferinės. Priešingai, jie yra netaisyklingos formos ir gali būti išstumti per rafinavimo sietą, jei purškimo slėgis yra per didelis.
Tokiu būdu nepašalintų nešvarumų nepašalina jokia žinoma technika.
Atkūrimo etapuose visas krakmolas turi būti sulaikytas pertekliniame sraute, todėl tik labai mažai išleidžiama į nuotekas (vaisių vandenį).
Kuo mažesnis vandens suvartojimas, tuo daugiau siurblių dalyvauja procese ir tuo daugiau šilumos susidaro. Norint sulėtinti bakterijų augimą, ideali yra šaldytuvo temperatūra.
Koncentruotų vaisių sulčių nuotekose aušinimas ekstrahavimo metu yra būtinas, nes karštose sultyse gali susidoroti baltymus skaidantys mikrobai ir blogas kvapas.
Valymas vietoje atliekamas naudojant šarmą ir hipochloritą kaip valymo priemones. Kaustinė medžiaga yra galinga priemonė, padedanti pašalinti baltymų sankaupas ant vidinių sienų, o hipochloritas yra veiksmingas mikrobus naikinantis agentas.
CIP metu labai svarbu, kad vamzdžiai būtų užpildyti. Cisternos efektyviausiai CIP apdorojamos su besisukančiais diskiniais purkštukais – reikia ir uždengtų bakų. (Re.: TM 23 CIP)
Drėgnas krakmolas iš besisukančių vakuuminių filtrų džiovinamas greitojoje džiovykloje su vidutinio karštumo oru. Oras šildomas netiesiogiai.
Prieš pristatymą krakmolas sijojamas ant smulkaus sietelio, kad būtų pašalintos nuosėdos, susidariusios sraigtiniuose konvejeriuose ir pan.
Krakmolas naudojamas greito maisto, saldumynų, dešrų, tablečių ir popieriaus, gofruotojo kartono ir kt. gamyboje ir vaidina svarbų vaidmenį mūsų kasdieniame gyvenime.
Modifikacija. Dauguma krakmolo sunaudojama pramoniniais tikslais. Krakmolas yra specialiai sukurtas taip, kad atitiktų galutinio vartotojo reikalavimus, todėl gaminami įvairūs specialūs produktai. Taikoma daug ir sudėtingų technikų. Pats universaliausias principas apima trijų pakopų šlapią modifikaciją:
Rengimas
v
Reakcija
v
Apdailinimas
Taikant skirtingas reakcijos sąlygas – temperatūrą, pH, priedus ir griežtą proceso kontrolę, gaminami specialūs gaminiai, pasižymintys unikaliomis savybėmis.
Šie specialūs produktai vadinami modifikuotu krakmolu, nes jie vis dar išlaiko savo pirminę granulių formą ir savo išvaizda primena natūralų (nemodifikuotą) krakmolą. Tačiau modifikacija pagerino virimo krakmolo savybes. Gali būti, kad pastos skaidrumas, klampumas, plėvelės formavimo savybės ir kt.
Grynas atsinaujinantis natūralus polimerinis krakmolas turi daugybę pritaikymų
Bulvių krakmolo sudėtis
Sudedamosios dalys | Tipinė analizė |
Krakmolas, sausoji medžiaga | 80% |
Vanduo | 20% |
Pelenai | 0.3% |
Smėlis | 0.02% |
Baltymų | 0.09% |
Fosforas, P | 0.07% |
Kalcis, Ca | 0.03% |
Geležis, Fe | 3 ppm |
Tirpus šaltame vandenyje | 0.1% |
Dydžių pasiskirstymas.
Intervalas, mikronai | % |
87-140 | 3 |
53-87 | 24 |
38-53 | 34 |
28-38 | 17 |
22-28 | 9.1 |
17-22 | 7.7 |
13-17 | 3.3 |
10-13 | 0.9 |
8-10 | 0.5 |
6-8 | 0.2 |
0-6 | 2.0 |
Krakmolo granulių paviršius app. 30 ha/g
Specifinio tankio programa. 1.55 g/ml
Savitoji šiluma 1.22 J/g
Masinis krakmolo svoris 80% DS app. 0.7 g/ml
DS drėgno centrifugato programėlėje. 0.6 g/ml
Ryškumas (MgO2 = 100%) programa. 95 %
Krakmolo kiekio bulvėse nustatymas.
Šviežių bulvių krakmolo kiekis koreliuoja su bulvių tankiu. 5050 g bulvių mėginys tinkliniame krepšelyje pasveriamas virš vandens ir vėl panardinamas į švarų, ne daugiau kaip 18 gijų vandenį. oC.
Wo = bulvių mėginio svoris
Wu = mėginio svoris po vandeniu
Tankis dbulvės =Wo / (Wo - Wu) g/ml
Krakmolo sausoji medžiaga = (dbulvės -1,015059) / 0,0046051 %
Procentais apskaičiuotas skaičius nukrypsta mažiau nei 0.05 nuo Europos Komisijos parengtos ES lentelės, apimančios bulves, kuriose yra 8–23 % krakmolo sausosios medžiagos, nuskaitytų verčių. Trumpa lentelės versija, galiojanti 1 m. liepos 1996 d., yra tokia:
Wo 1g | Wu 2g | Tankis d 3g / ml | Krakmolas, bulvių sausoji medžiaga 4% | Bulvės 1 t komercinio krakmolo pagaminti 5kg | ES minimali kaina 6ECU/t bulvių | ES subsidija I gamyklai 7ECU/t bulvių | ES subsidija II gamyklai 8ECU/t bulvių |
5050 | 352 | 1.075 | 13 | 6,533 | 32.110 | 3.405 | 13.31 |
5050 | 372 | 1.080 | 14 | 6,065 | 34.590 | 3.671 | 14.33 |
5050 | 392 | 1.084 | 15 | 5,664 | 37.040 | 3.924 | 15.35 |
5050 | 412 | 1.089 | 16 | 5,308 | 39.520 | 4.190 | 16.38 |
5050 | 430 | 1.093 | 17 | 5,000 | 41.960 | 4.456 | 17.39 |
5050 | 450 | 1.098 | 18 | 4,720 | 44.440 | 4.709 | 18.42 |
5050 | 470 | 1.103 | 19 | 4,467 | 46.960 | 4.987 | 19.46 |
5050 | 488 | 1.107 | 20 | 4,299 | 48.800 | 5.180 | 20.22 |
5050 | 508 | 1.112 | 21 | 4,234 | 49.550 | 5.253 | 20.53 |
5050 | 527 | 1.117 | 22 | 4,140 | 50.670 | 5.373 | 21.00 |
5050 | 545 | 1.121 | 23 | 4,056 | 51.720 | 5.482 | 21.43 |
1) Bulvių mėginio svoris virš vandens. 2) Mėginio, panardinto į vandenį, svoris. 3) Apskaičiuotas tankis = (Wo / (Wo -Wu)). 4) Krakmolo kiekis pagal oficialią lentelę. 6) Minimali kaina, kurią gamintojas turi sumokėti tiesiogiai ūkininkui, kad galėtų gauti subsidiją. 7) ES subsidija I- gamybos priemoka – mokama gamintojui, jei jis sumoka ES minimalią ar didesnę kainą. 8) Subsidija II – išlyginamoji išmoka – mokama tiesiai gamyklai, jeigu jis sumoka ES minimalią ar didesnę kainą. 1 m. liepos 1996 d. valiutos kursas buvo 1 ekiu = 1,24 USD.
Šis empirinis metodas taikomas atsiskaitant su bulvių tiekėjais krakmolo gamykloms. Panašus metodas naudojamas maniokai. Tačiau nepalankios laikymo sąlygos gali sukelti fermentinį krakmolo pavertimą gliukoze, o tai gali turėti įtakos krakmolo derliui, nekeičiant bulvių povandeninio svorio ir tankio. Todėl šis metodas taikomas tik šviežioms bulvėms. Metodas jokiu būdu nėra moksliškai teisingas. Egzistuoja patikimi metodai angliavandeniams bulvėse nustatyti, tačiau praktiškai tiksliomis priemonėmis tirpios nekrakmolingos frakcijos ir tam tikrų krakmolo grūdelių frakcijos negalima atskirti.