Способ замачивания зерна в производстве крахмала

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Мзи С

1 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ бб бб.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3425071/28-13 (2 2 ) 16 . 0 4 . 8 2 (46) 23.02. 84. Бюл. Р 7 (72) В.Г.Гольдштейн, H.И.Филиппова и Н.A.Çàõàð÷t;íêo (71) Научно-исследовательское объединение по крахмалопродуктам (53) 664.031.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 664444883399, кл. С 13 L 1/02, 1976, 2. 1 олесников В.A., Колесников Б.Ф. Накипеобразование в тепловой аппаратуре сахарного завода.

Обзор ЦНИИТЭИпищепром, И., 1973, с.3.

3. Химия и технология крахмала.

Под ред. P.В. Keppa,, N., Пищепромиздат, 1956, с. 38.

4.Lipgett Н.Ы, anL Koffler Н.

Corn stup lienor in Nicrobiology."Hacteriologicol Bevieus", 1948, Р 12, р. 297-311.

5. Гольдштейн В.Г., Михайленко A.A. Баранова Л.В. Влияние концентрации молочной кислоты в кукурузном экстракте на накипеобразование при уваривании. — "Сахарная промышленность", 1982, 9 4, с. 47-49.

6. Патент СССР hl 567414, кл. С 13 L 1/02, 1974.

7. Авторское свидетельство СССР

9 996699772233, кл. С 13 L 1/02, 1982 (прототип).

„„SU„„1074905 A (54)(57) СПОСОБ ЗАИАЧИВАНИЯ ЗЕРНА

В ПРОИЗВОДСТВЕ KPAXMAJIA предусматривающий выдерживание зерна в замочной воде, содержащей сернистую кислоту, с введением в нее источника молочно-кислых бактерий, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения стоимости процесса, в качестве источника молочно-нислых бактерий используют кукурузный экстракт, выдержанный в течение 20

150 ч при 40-52 С в количестве

5-250 л на 1 м3 замочной воды.

1074905

Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно может быть использовано в крахмалопаточной промышленности при произодстве зернового крахмала.

Известны способы замачивания 5 зерна при производстве крахмала, заключающимся в выдерживании зерна в растворе, содержащем сернистую кислоту 1 3 и Г2 3.

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 быстрому нагарообразованию на поверхности нагрева и закупориванию нагревательных трубок, что является причиной снижения производительности вакуум-аппаратов и непроизводительных затрат теплоэнергии. Слой накипи олщиной 0,5 ма может снизить производительность выпарной станции на ЗОВ. Термическое сопротивление накипи для отдельных корпусов выпарной анции нередко достигает 50-60% от общего термического сопротивления теплопередачи. 35

Известно, что молочная кислота, образовавшаяся в экстракте в результате молочно-кислого брожения, предупреждает коагуляцию белковых веществ и отложение осадка на поверх- 4П ности нагрева (3 3 и (4).

При концентрации молочной кислоты в экстракте свыше 18% СВ экстракта коагуляция белковых и минеральных веществ минимальная t.53, .45

Таким образом, уменьшению энергетических затрат при сгущении экстракта способствует интенсификация молоч" но-кислого брожения при замачивании зерна, обеспечивающая концентрацию молочной кислоты свыше 18% СВ экстракта.

Сахара экстракта в процессе, зама чивания зерна при определенных условиях могут ображиваться молочно- 55 кислыми бактериями, вносимыми в процесс с зерном и производственными водами, в молочную кислоту. Максимальное сбраживание сахаров повышает, технологические качества экстракта, 60 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 Ьеichmanii. 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 0,0750,10Ъ и в раствор вводят культуру лактобацилл. Затем в чан загружают зерно и выдерживают его при 45-50 С о в течение 23-26 ч С63.

К недостаткам этого способа можно отнести то, что для его осуществления требуется чистая культура, например Lactobacilluз Leichmanii Р287. ,Цля 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 бактериальной закваски Ьас1оЬБ.cillu Leichmanii, или Lactolacilluà Lelbreickii > вырабатываемых на специализированных предприятиях, значительно повышает себестоимость вырабатываемых продуктов из кукурузы. Стоимость 20 r сухой бактериальной закваски 1 руб (Прейскурат Р 32-0"-56 OCT 49-11377), а 1,5 г сухого бактериального препарата 2 руб. 50 коп. (ТУ 49559-79).

На замачивание 100 т зерна товар- . ной влажности требуется 588 г сухой бактериальной закваски стоимостью

29 руб. 40 коп. или 44,25 r 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 з замочной води 7 3.

Недостатком известного способа является лимитированное потребление мслочной сыворотки на технические цели. Большинство кукурузоперераб>атывающих I:ðaõìàëo-паточных пред. приятий находится на большом удале1074905 Т т r

40 45 I 50 52

Температура, С 25 о, 30 35

Количество молочно-кислых бактерий, в 1 мл экстракта, тыс.шт.

3386 3950 5666 8170 8720 8560 8310 5400

Т а блица 2

120

150

100

10

Количество молочно-кислых бактерий в 1 мл экстракта, тыс.шт.

14900

1280 8560 11160

783 нии от заводов, специализирующихся по переработке молока, в связи с . чем создаются трудности со снабжением их сывороткой. Использование молочной cblBopoTKH при замачивании зерна повышает себестоимость кукурузного экстракта. Цена за творожную . молочную сыворотку составляет

3 руб, за 1 т (Прейскурант Р 32-01 поз.71, OCT 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 снижение стоимости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу замачивания зерна в производстве крахмала, предусматривающему выдерживание зерна в замочной воде, содержащей сернистую кислоту, с введением в нее источника молочно-кислых бактерий используют кукурузный экстракт, ранее выведенный из замочной батареи и выдержанный в течение 20-150 ч при 45-50 (в количестве 5-250 л на 1 м замочной воды.

Способ осуществляется следующим образом.

В замочный чан заливают раствор сернистой кислоты концентрацией .

0,20-0,25Ъ сернистого ангидрида. По истечении 3-12 ч замачивания в замочную воду в качестве источника молочно-кислых бактерий вводят выдержанный при 40-52 С в течение 20150 ч жидкий кукурузный экстракт в количестве 5-250 л на 1 м замочной воды.

Иэ табл. 1 видно, что оптимальной температурой для развития молоч но-кислых бактерий является интер- вал 40-52 С. При увеличении продолПродолжительность выдержки

J экстракта, ч

Далее процесс замачивания продолжается согласно известному способу на оборудовании непрерывного или периодического действия.

Основная часть полученного на замочной батарее жидкого кукурузного экстракта поступает на сгуще- ние в выпарные вакуум-аппараты.

Часть слитого с замочной батареи экстракта выдерживается при 40-52 С в течение 20-150 ч в производственной емкости, после чего может быть использована для введения в замочную батарею для активации молочнокислого брожения. В период выдер15 живания 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 вы25 держивать повышенные концентрации.

Это позволяет более эффективно проводить процесс сбраживания сахаров в процессе замачивания.

При использовании предлагаемого способа не требуется приобретать бактериальную закваску, бактер. альный 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 тем40 .пературы процесса.

Таблица 1 жительности выдержки экстракта увеличивается обсеменность его молочг -кислыми бактериями, как это показано в табл.2 ), емпература процесса 50 С.

1074905 экстракта, и объема дозировки на концентрацию молочной кислоты в экстракте, скачиваемом с замочной батарее. Температура процесса 50 С.

Таблица 3

Объем дозировки выдержки экстракта, л/м 3

Еонцетрация молочной кислоты в экстракте, скачиваемом с замочной батарее, Ъ СВ экстракта, при продолжительности выдержки экстракта, ч

1 (10

16,2

16,2

16,2

16,2

16,6

16,7

16,2

16,2

16„3

16,3

16,8

17,2

18,4

18,9

16,2

16,2

16,5

16,9

18,5

16,2 17,0

16,2

21,3

21,8

16 8

100

16,2

18,4

20,7

24,8

25,3

26,6

17,5

20,9

200

16 2

26,1

26,5

16,8

18,0 23,1

26,7

27,2

27,4

250

26,6

28,3

17,3

18,7

25,8

27,2

Из табл ° 3 следует,что для достижения концентрации молочной кислоты в экстракте, скачиваемом с замочной батареи, превращающей 18% СВ экстракта, при дозировке 5 л/мЗ 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/м3. Увеличение выдержки экстракта свыше 150 ч не приводит к уменьшению дозировки в виду незначительного увеличения обсемененности экстракта молочно-кислыми бактериями. Продолжительность выдержки экстракта менее 20 ч не эффективна, так как требует большого объема возврата выдержанного экстракта в замочную батарею. 50

Ф Пример 1. В лабораторных ус. ювиях в замочную емкость помещают

В зависимости от обсемененности

Возвращаемого в замочную батарею экстракта зависит объем дозировки.

В табл . 3 приведен пример зависимости продолжительности выдержки

100 120 150

Т

200

75 r зерна кукурузы, 110 мя раствора сернистой кислоты концентрацией

0,2%. Выдерживают смесь зерна и сер нистой кислоты при 50 С, Через 6 ч от начала процесса концентрация сернистой кислоты в замочной среде составляет 0,1Ъ. 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 полного сбраживания сахаров экстракта). После этого выдерживание зерна в замочном растворе продолжают при 50 С в течение 42 ч. После окончания процесса замачивания в слитом из замочной емкости экстракта определяют содержание редуцирующих сахаров, молочной кислоты и сухих веществ.

Результаты ириведены в табл. 4, 1074905

Т а б л и ц а 4

Способ замачивания зерна

Содержание в экстракте

Сухих веществ, Ъ

Редуцирующих

Молочной кислоты, Ъ СВ

Известный

Беэ введения молочнокислых бактерий

5,3

5,1

16,2

С введением в замочный раствор молочной сыворотки

25,3

5,6

0,4

Предлагаемый

С возвращением в замочную воду части кукурузного экстракта

0,2

26,6

5,6

Та блица 5

1

Продолжительность, Объем дозировки выдержки экстракта, выдержанного ч экстракта, мн

Содержание в экстракте Сухих ве1 (ществ, %

Редуцирующи х веществ, ЪСВ

Молочной кислоты, ЪСВ

4,7

27,5

18,7

5,7

18,4

100

5 6

4,8

4,8

18,5

120

5,6

5,5

4,8

18,4

5,6

150

0,55

° Иэ табл. 5 следует, что для дос- с увеличением продолжительности вытижения определенной концентрации держки экстракта уменьшается объеммолочной кислоты, например 18Ъ СВ, gg его дозировки в замочную батарею.

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 r зерна кукурузы, 110 мп раствора сернистой кислоты концентрацией 0,2Ъ. Выдерживают смесь зерна и сернистой кислоты при 50 С. Через 6 ч GT 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 течег ние 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.

1074905

Составитель H.ÊÎðoâÿêîâñêàÿ

Редактор Н.Рогулич Техред О.Неце. Корректор Г,решетник аказ 460/25 Тираж 375

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Использование предлагаемого способа замачивания зерна сохраняет преимущества способов интенсификации процесса замачивания зерна с введением в замочную воду источника молочно-кислых бактерий, т.е. позволяет эффективно проводить молочнокислое брожение в процессе замачиваиия зерна и способствует ускорению высвобождения крахмала из белковой юасти зернового эндосперма, а также 10 улучшению технологического качества зернового экстракта. Такой экстракт уваривается со значительно меньшим

° нагарообразованием на поверхности .нагрева выпарных аппаратов, что поз- 15 врляет значительно сократить расход вспомогательных материалов, тепловой и электрической энергии и других затрат на очистку поверхностей нагрева и уваривание экстракта. 20

Предлагаемый способ замачивания зерна позволяет удешевить технологический процесс, исключая введение специальных добавок молочно-кислых бактерий, в том числе и молочной сыворотки е

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, получаемый при введении в замочную воду выдержанного вне батареи жидкого экстракта, имеет более низкую стоимость, обусловленную ценами на чистые препараты — источники молочнокислых бактерий. Использование выдержанного 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 выдержанным жидким экстрактом сухого бактериального препарата на аналогичном предприятии составит годовой экономический эффект 242,4 тыс. руб.

Использование выдержанноro 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 BblIIdpHblx 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.