Способ замачивания зерна в производстве крахмала

 

<11) 6448 39

СОюз Соеетских

Сопиалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свирид-ву— (22) Заявлено 14.07.76 (21) 2383897/28-13 с:присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 06.03.79 (51) М. Кл.- C 13 L 1/02

Государствеииый комитет по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 664.031,4 (088.8) (72) Авторы изобретени.я

Н. А. Захарченко и В. Г. Гольдштейн (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт крахмалопродуктов (54) СПОСОБ ЗАМАЧИВАНИЯ ЗЕРНА

В ПРОИЗВОДСТВЕ КРАХМАЛА

Изобретение относится к области крахмало-паточной промышленности, в частности к процессу замачивания зерна при производстве зернового крахмала.

Известен способ замачивания зерна, 6 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 известного способа замачивания является значительная продолжительность процесса, вследствие чего процесс осуществляется в периодиче- 15 ски действующих громоздких аппаратах; затруднены автоматизация и обслуживание процесса; проведение процесса связано со значительными материальными затратами.

Ф" 20

Цель изобретения заключается в ускорении процесса. Для этого в предложейном способе в замочный заствор спустя 1 — 4 час от начала замачивания вводят сильную кислоту до концентрации, последней 0,05 в 25

0 15%.

Из сильных кислот используют серную, соляную или азотную, Предлагаемый способ заключается в следующем. 30

Исходное зерно загружается в замочный чан, заливается сернистой кислотой 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 — 5 5 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.

Четырехвалентная 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 рН раствора сернистой кислоты концентрации 0,20 — 0,25% составляет 2,3 — 2,5. При поступлении сернистой кислоты в замочную батарею рН

644839

25 гаемого способа позволяет уменьшить про30 должительность процесса замачивания не менее чем в 2 раза.

Пример 1. Проводилась лабораторная переработка зерна кукурузы методом

«завод на столе». Зерно замачивалось в те35 чение 48 час при температуре 50 С в

0,20%-ном растворе сернистой кислоты (контроль), а также в 0,20о о-ном растворе сернистой кислоты с добавлением сильных кислот, Сильйые кислоты вводились в за40 мочный раствор спустя 4 час от начала замачивания. Определялись выход крахмала и содержание связанного крахмала в по- бочном продукте (мезге) — величины, определяющие эффективность проведения

45 процесса замачивания. Данные сведены в табл, 1, Таблица 1

Содержание связанного крахмала в мезге, %

Изменение величипы рН замочного раствора

Ij:

Ж о сЯ а (jjj (jjj

Ю

65 о

Ма

/Jodo и/п

Реа гент замачйвания

Примечание сухого вещества мезги сухого вещества зерна начальная конечная

Сернистая кислота

0,20

5„5

65,6

4,65

2,3

Контроль

24,23

Сернистая кислота

67;36

22,31

2,3

3,2

0,20

3,64

Соляная кислота

0,15

Сернистая кислота

2,3

3,7

0,20

22,24

67,48

3,56

Серная кислота

0,05 быстро возрастает и.через 6 — 8 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 восстанавливающее действие ионов сернистой кислоты на молекулы белка 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 20 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 сернйстой 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 — О,:15 о о.

Раствор сернистой кислоты, поступающий на замачивание, в начальный период (до 4 час) имеет низкий рН вЂ” 2,3 — 3,7. Через 5 — 6 час рН его превышает 3,7. Поэтому Ъводить сйльную кислоту в замочный раствор для поддержания рН в пределах

2,3 — 3,7 следует в первые часы замачива-., ния, но, исходя из реально" рН замочного, раствора, предпочтительнее — через 4 час от начала процесса.

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 низкий 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 предла644839

Содержание связанного крахмала в мезге, %

Изменение величины рН замочного раствора

М х

g o

) co а

CCC

Е

Ю о <Р а5 о о

Примечание

Реа гент замачивания

7cIopIo и/и конечная сухого вещества зерна сухого вещества мезги начальная

Сернистая кислота

4,69

Контроль

0,20 2,3, 25,86

64„54

4,4

Сернистая кислота

Соляная кислота

4„15

Сернистая кислота

Серная кислота

3,6

2,3

4,10

0,29

0,08

65,80

23,41

Таблица 3

Изменение величины рН замочного раствора

Содержание связанного крахмала в мезге, % сухого вещества мезги

СС х у О

CCI а

Я »

Ю Х

» о Я

М а сС со

K f» о о ч о

cf Ж а

Примечание

Реагент замачивания конеч ная начальная

Сернистая кислота

Контроль

4,5

20,41

2,3

Сернистая кислота

Контроль

18,90

5,5

2,3

0,20

Сернистая кислота

Соляная кислота

17,93

3,0

2,3

0,20

0,15

Сернистая кислота

Соляная кислота

16,42

2,3

0,20 0,15

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%.

Пример 2. Проводилась лабораторная переработка зерна кукурузы, замоченного в течение 24 час при температуре

Сопоставление данных табл. 1 и 2 поз- 10 воляет 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 про- 15 должительности замачивания в 48 час, в данном случае 65,6%. Подтверждает этот вывод и величина содержания связанного крахмала в мезге.

Пример 3. В условиях Кореневского опытно-экспериментального завода ВНИИК

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 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.

Анализ данных, полученных в полупроизводственных условиях (табл. 3), показывает, что применение предлагаемого способа замачивания позволяет снизить содержание связанного крахмала в мезге и, следовательно, 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 уменьшить продолжительйость процесса замачивания более чем в два раза и увеличить выход крахмала не менее, чем на 0,5%.

Формула изобретения

1. Способ замачивания зерна в производстве крахмала, заключающийся в выдер5 живании зерна в растворе сернистой кислоты при температуре 45 — 55 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ускорения IIpOцесса, в раствор сернистой кислоты через

1 — 4 час от начала замачивания вводят

10 сильную кислоту до концентрации ее в растворе 0,05 — 0,15%.

2. Способ по 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 крахмалопродуктов. Пищепромиздат, М., 20 1970, с. 164 — 168.

Составитель Лошкарева

Редактор Н. Грязнова Техред Н. Строганова Корректор С. Файн

Заказ 1131/ЗЗ Изд. № 113 Тираж 416 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»