Znaczenie skrobi w życiu codziennym jest bardzo duże. Większość gatunków jest wykorzystywana do celów przemysłowych, co prowadzi do pojawienia się szeregu specjalistycznych produktów. Jest niezbędny do produkcji słodyczy, produktów mięsnych, stosowanych w medycynie do produkcji leków oraz w przemyśle celulozowym. Jaka jest produkcja skrobi, a także jej rodzaje zostaną omówione w tym artykule.
Gdzie stosuje się skrobię i jej wartość
Substancja ta jest jedną z najobfitszych w naturze, odnawialnym i prawie nieograniczonym zasobem. Skrobię wytwarza się ze zbóż lub roślin okopowych. Jest stosowany głównie jako środek spożywczy, ale również z powodu przetwarzania chemicznego lub biologicznego, dziś łatwo można go przekształcić w wiele przydatnych produktów.
Oprócz żywności, skrobia jest wykorzystywana do produkcji papieru, tekstyliów, klejów, napojów, słodyczy, przemysłu farmaceutycznego oraz do produkcji materiałów budowlanych. Substancja ma wiele niezwykłych właściwości, w tym wysoką lepkość pasty, jej przezroczystość i maksymalną odporność na procesy zamrażania i rozmrażania, które są korzystne dla wielu gałęzi przemysłu.
Produkcja skrobi jest opłacalnym przedsięwzięciem, ponieważ ziemniaki zawierające wysokie stężenie substancji, która służy jako podstawa do dalszej produkcji, są najczęściej wykorzystywane jako stosunkowo tanie źródło surowców. Przetworzony suchy koncentrat można porównać właściwościami, a nawet przewyższyć podobne substancje uzyskane z kukurydzy, pszenicy, ryżu.
Od rośliny do proszku
Skrobia jest roślinnym źródłem glukozy. W Europie występuje w kukurydzy, pszenicy i ziemniakach, z których jest pozyskiwany, a także w wielu innych roślinach: ryż, jęczmień, warzywa, maniok, słodkie ziemniaki.
Tworzenie skrobi w roślinach zachodzi podczas fotosyntezy. Ten mechanizm fizjologiczny umożliwia produkcję i magazynowanie glukozy (cukru elementarnego), niezbędnego do ich wzrostu i rozmnażania. Początkowo roślina asymiluje węgiel z atmosfery i zamienia go w glukozę. Powstaje główna cząsteczka. Następnie stosuje się go do syntezy polimerów skrobiowych związanych z czystą glukozą.
W roślinach substancja wygląda jak małe granulki, nierozpuszczalne w zimnej wodzie, o wielkości od 3 do 100 mikronów. Ich kształt różni się w zależności od pochodzenia. W warunkach produkcji skrobia i jej pochodne są dostarczane do przemysłu konsumenckiego w postaci mąki lub syropów.
Podstawowe operacje produkcyjne
Przemysł skrobiowy wytwarza ponad sześćset rodzajów produktów - od skrobi rodzimych po modyfikowane fizycznie lub chemicznie, w postaci suchych proszków po płynne i stałe środki słodzące. Wszechstronność takich produktów polega na tym, że są one stosowane jako składniki i dodatki funkcjonalne w szerokiej gamie dodatków do żywności, nieżywnościowych i paszowych.
Technologia produkcji skrobi polega na procesie rozdzielania składników roślinnych na skrobię, białko, osłonkę celulozową, frakcje rozpuszczalne, aw przypadku kukurydzy stosuje się również zarodki, z których olej będzie wydobywany. Ta pierwsza faza składa się z szeregu prostych kroków w celu fizycznego oddzielenia składników: kruszenie, przesiewanie, wirowanie itp.Jednak metody produkcji są specyficzne dla każdej rośliny, a narzędzia przemysłowe są zwykle projektowane dla surowców: kukurydzy, pszenicy lub ziemniaków.
Produkcja skrobi przechodzi do następnego etapu. W drugim etapie odzyskana substancja jest dalej przetwarzana w czystej postaci. W procesie suszenia jest przekształcany w tak zwaną skrobię rodzimą. Późniejsza zmiana właściwości pozwala uzyskać zmodyfikowaną skrobię.
Urządzenia przemysłowe
W pełni zautomatyzowane linie produkcyjne obejmują wszystkie etapy produkcji, transportu i pakowania. Ich głównym wyposażeniem do produkcji skrobi będą komponenty do myjek bębnowych, desonacji, raspiry, jednostek desandrujących, systemów odwadniania, filtrów próżniowych i jednostek hydrocyklonów, suszarek, maszyn pakujących i interfejsów kontrolnych.
Skrobia i jej rodzaje
Skrobie można podzielić na dwa typy: rodzimy i zmodyfikowany. Surowe skrobie, które nadal zachowują swoją oryginalną strukturę i cechy, są nazywane rodzimymi. Taki składnik jest głównym produktem sprzedawanym w postaci suchego proszku w różnych gatunkach do żywności, a także surowców farmaceutycznych i przemysłowych.
Natywne skrobie otrzymuje się przez izolację naturalnie występującej skrobi ze zbóż lub roślin okopowych, takich jak maniok, kukurydza i melasa. Można je stosować bezpośrednio do produkcji niektórych produktów, takich jak makaron. Natywną skrobię można uznać za główny zasób, który można przetworzyć na wiele produktów skrobiowych.
Należy zauważyć, że ten rodzaj substancji ma ograniczony czas stosowania i jest stosowany głównie w przemyśle spożywczym. Naturalne granulki skrobi łatwo się nawadniają po podgrzaniu w wodzie, szybko pęcznieją, żelują i mają wysoką lepkość, która wzrasta do wartości szczytowej przy każdym kolejnym ogrzewaniu.
Pomimo tej osobliwości przemysł spożywczy, metalurgiczny, wydobywczy, fermentacyjny, budowlany, kosmetyczny, farmaceutyczny, papierniczy i tekturowy, a także przemysł tekstylny używają rodzimej skrobi w swojej tradycyjnej formie.
Zmodyfikowane skrobie
Niektóre cechy są nieosiągalne w przypadku skrobi rodzimej. Zmodyfikowana skrobia może być używana do innych zastosowań przemysłowych, jest uzyskiwana przy użyciu wielu metod, modyfikacji chemicznych, fizycznych i enzymatycznych.
Tak więc substancją jest skrobia naturalna, która została zmieniona pod względem właściwości fizycznych i / lub chemicznych. Produkcja modyfikowanej skrobi może obejmować zmianę kształtu granulki lub składu składników - cząsteczek amylozy i amylopektyny. Dlatego przeprowadza się modyfikacje naturalnej skrobi, aby nadać jej właściwości niezbędne do określonych celów: zagęszczania, żelatynizacji, przyczepności lub tworzenia filmu, w celu poprawy retencji wody. Produkt służy również do poprawy smaku i połysku, do usunięcia lub nadania nieprzezroczystości.
Gdy skrobia jest modyfikowana chemicznie lub fizycznie, zmieniają się właściwości natywnej skrobi, co czyni ją użyteczną w wielu gałęziach przemysłu, takich jak żywność, farmaceutyka, tekstylia, ropa naftowa oraz pulpa i papier.
Jak powstaje skrobia w ziemniakach?
Około 75% upraw ziemniaka jest uprawianych do przetwórstwa przemysłowego, w którym produkuje się skrobię. Reprezentuje rezerwy odżywcze wielu roślin. W sezonie wegetacyjnym zielone liście zbierają energię słoneczną. W ziemniakach energia ta jest transportowana w postaci roztworu cukru do bulw. To tam cukier zamienia się w skrobię w postaci drobnych granulek. Zajmują większość wnętrza aparatu.Przekształcenie cukru w skrobię następuje za pomocą enzymów odpowiedzialnych za ponowne przekształcenie przechowywanej substancji w cukier następnej wiosny.
Zimą ziemniaki spożywają niewielką ilość skrobi w celu utrzymania funkcji życiowych do wiosny. Bulwy potrzebują dobrej cyrkulacji powietrza, aby utrzymać niezbędną aktywność. Niska temperatura pomaga przekształcić własną skrobię w cukier w celu obniżenia temperatury zamrażania w soku komórkowym. Jeśli to nie wystarczy, bulwy umierają. Dlatego ziemniaki muszą być odpowiednio pokryte podczas przechowywania.
Ponieważ bulwy są głównym źródłem skrobi ziemniaczanej, niekorzystne warunki przechowywania doprowadzą do jej utraty, w najgorszym przypadku, do martwych i połamanych ziemniaków, które nie są odpowiednie do procesu oddzielania skrobi.
Produkcja skrobi ziemniaczanej
Procedury związane z przemysłowym wytwarzaniem produktu zwiększają złożoność zgodnie ze specyficznymi potrzebami każdego producenta. Produkcja skrobi ziemniaczanej rozpoczyna się od usunięcia błoto, piasek, żwir z roślinami bulw. Płukanie jest procesem przeciwprądowym, w którym na końcowym etapie oczyszczania dodaje się świeżą wodę przez dysze ciśnieniowe. Następnie czyste bulwy są kruszone w specjalnym pojemniku.
Następnie rozpoczyna się proces ekstrakcji skrobi, którego celem jest otwarcie komórek bulw i uwolnienie granulek skrobi. Ekstrakcja odbywa się na obrotowych sitach stożkowych i jest procesem przeciwprądowym. Duża siła odśrodkowa pozwala na stosowanie wysokiej jakości płyt sitowych ze stali nierdzewnej, które są odporne na ścieranie i działanie chemikaliów. Płyty ekranowe mają długie perforacje o średnicy zaledwie 125 mikronów.
Na tym kończy się produkcja skrobi. Sok z komórek ziemniaczanych jest bogaty w cukier i białko. Po otwarciu komórek sok jest natychmiast wystawiony na działanie powietrza i reaguje z tlenem, tworząc kolorowe składniki, które mogą przylegać do skrobi. Aby uniknąć procesu utleniania, do powstałego produktu należy dodać dwutlenek siarki lub roztwór wodorosiarczynu sodu.
Mokra skrobia z obrotowych filtrów próżniowych jest suszona w suszarce typu flash z umiarkowanym gorącym powietrzem. Przed dostawą skrobia jest przesiewana na drobnym sicie w celu usunięcia pyłu powstającego w przenośnikach ślimakowych.
Produkcja skrobi kukurydzianej
Skrobia kukurydziana jest popularnym składnikiem żywności stosowanym w przemyśle spożywczym, tekstylnym, farmaceutycznym i papierniczym. Otrzymuje się go z bielma ziaren kukurydzy. Produkcja skrobi kukurydzianej jest popularna w większości krajów świata. Kukurydza jest uprawiana w strefach klimatycznych o klimacie umiarkowanym i ciepłym. Ostatnio produkcja skrobi stała się popularna w Rosji.
Podstawowe operacje obejmują następujące kroki:
- Sprzątanie Surowce są czyszczone w celu usunięcia ciał obcych.
- Moczenie Ziarna kukurydzy zanurza się w dużych zbiornikach w ciepłej wodzie zawierającej kwas i dwutlenek siarki.
- Frezowanie Zmiękczanie ziaren poprzez mielenie na mokro w wodzie.
- Osadnictwo i dekantacja. Rozgniatany produkt osadza się grawitacyjnie, a następnie woda dekantuje się, uzyskując gęstą zawiesinę masy kukurydzianej.
- Badania przesiewowe. Zawiesinę przesiewa się w celu usunięcia łuski.
- Wirowanie Skrobia w zawiesinie jest oddzielana od białka.
- Odwodnienie i granulowanie skrobi.
- Suszenie za pomocą suszarek typu flash.
- Frezowanie Suszona skrobia kukurydziana jest mielona do pożądanej wielkości cząstek.
Po wszystkich procesach produkcyjnych skrobia jest odpowiednio pakowana w szczelny i szczelny materiał opakowaniowy. Powstały produkt został zmodyfikowany i ma ulepszone właściwości.Jest stosowany w produkcji substancji słodzących, kalibracji papieru i tekstyliów, jako zagęszczacz i stabilizator żywności.