КРАХМАЛ АЛУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС Крахмал алу технологиясы

Орындаған: Мекенова Жансая Тағайбек Айман

Группа: Тпрп-210 Қабылдаған: Мусаева Салтанат

Жоспары Кіріспе Негізгі бөлім I. Крахмал өнімі туралы жалпы түсінік 1. 1Шикізатқа сипаттама 1. 2Крахмал алу технологиясын зерттеу II. Сапа көрсеткіші 2. 1Органолептикалық көрсеткіші 2. 2Физика химиялық көрсеткіші III. Қазақстан және шет ел нарығындағы сұранысы IV. Үй жағдайында крахмал алу технологиясы Қорытынды Пайдаланылған әдебиеттер

Жұмыстың өзектілігі Крахмал - крахмал дәндерінен тұратын ақ ұнтақ. Крахмал картоптан, дәнді-дақылдан және басқа шикізаттан өндірілетін полисахарид болып табылады. Өндірісте крахмалды, негізінен, картоптан, жүгеріден, күріштен алады. Ол үшін шикізатты ұсақтап, сумен шаяды. Тұнбаға түскен крахмалы бөліп алып, жылы ауа ағынында кептіреді. Крахмал (С6Н10О5) n табиғатта кең тараған полисахарид. Күріште 80%-ке дейін, бидай мен жүгеріде 70-75%, картоп түйіндерінде 20% крахмал болады. Крахмал - табиғи полимер. Крахмал- тамақ құрамындағы маңызды қоректік зат. Ол- нан, картоп, дән түрінде көмірсулардың басты шикізат көзі болып есептеледі. Крахмалдың көп мөлшерін декстриндер, сірне, глюкоза алу үшін өңдейді. Нанның негізгі бөлімі- декстриндер. Сірнелер кондитер өнеркәсібінде қолданылады. Картоп крахмалынан, дәнді дақылдардан этил спиртін алады.

Жеңіл өнеркәсіпте мата тоқу, қағаз, кеңсе тауарларын өндіруде және желім ретінде қолданылады.

Медицинада түрлі дәрі-дәрмектер алуға және қоспа түрінде таблеткалар мен жағатын майлар жасауға пайдаланады.

Тұрмыста крахмалды киім-кешек, т. б. заттарды крахмалдауға қолданады. Ол ыстық үтікпен үтіктегенде декстриндерге, одан сірнелерге айналып, жұқа жылтыр қабықша түзеді. Ол матаны тез кірлеуден қорғайды.

Жұмыстың мақсаты:Крахмалды алуға дейінгі технологиясын зерттеу, крахмал өнімінің тұрмыстық өнімге және де басқада өндіріс саласына пайдасы мен зияны. Жұмыстың міндеттері: 1. крахмал өнімін өңдеу технологиясын зерттеу. 2. Крахмал өнімінің құрамын анықтау. 3. Крахмал өнімінің пайдасымен зиянын талдау. 4. Қазіргі Қазақстан және де шет ел нарығындағы сұранысымен жағдайы.

1. 1Шикі затқа сипаттама

Крахмал (нем. kraftmehl) - өсімдіктерде болатын полимерлік көмірсу: (С6H10O5) n.

Крахмал- өсімдіктердің басты қосалқы көмірсуы; глюкоза қалдықтарынан түзілетін екі полисахаридтен (амилоза мен амилопектин) тұрады. Ұн тәрізді ақ ұнтақ; көптеген өсімдіктерден алынады. Аспаздық пен кондитер фабрикаларында көбінесе картоп, бидай және жүгері крахмалын пайдаланады. Кисель, жеміс ботқаларын қоюлатуға, сондай-ақ кондитер бұйымдарына қосылады. Картоп крахмалы. Картоп өндіріске гидравликалық транспортермен жуылып, жеңіл, ауыр қоспалардан ажыратылып, жуу машинасына түседі. Жуылған және өлшенген картоп ұнтақтау машинасында крахмалы босатылады. Келесі операция - осы ботқа сияқты қоймалжыңды ішіндегі жасушалық шырыннан бөлу. Ол үшін ботқаны крахмал сүтімен араластырып, әртүрлі електі аппараттарға береді. Електе ботқадан бос крахмал бөліп алынады және пайда болған крахмал сүті майда екінділерден тазаланады. Қалған өнім қайтадан ұнтақталады. Крахмал сүті езінді массасының көбінен ажырағанымен, құрамында әлі де езінді бар болғандықтан әрі қарай жібектен жасалған тор көздерден өткізіліп рафинацияланады.

Рафинациялаған шырында езінді аз мөлшерде болғандықтан, одан тазалау үшін қайтадан сумен жуатын гидроциклондар мен тұндырмалы-жуу центрифугалары қолданылады. Осыдан алынған шикі крахмал кептіруге жіберіледі. Кептірілген крахмал арнаулы қаптарда сақталады. Тамаққа пайдаланылатын крахмалдың бөгде иісі, дәмі және ауыр қоспалары болмауы керек; төмен сұрыпты крахмал техникалық мақсатқа жұмсалады немесе сірне өндіріледі.

Крахмалдың қасиеттері Крахмал салқын суда ерімейтін ақ түсті ұнтақ зат. Ыстық суда ісініп, коллоид ерітінді - клейстер түзеді. Крахмалдың маңызды химиялық қасиеттерінің бірі - йодпен әрекеттескенде көк түстің пайда болуы. Оны картоптың немесе ақ нанның кесіндісіне, крахмал клейстріне йод ерітіндісін тамызып көруге болады. Бұл реакцияны тағам өнімдерінде крахмалдың бар-жоғын анықтау үшін қолданады. Крахмал минерал қышқылдың (H2SО4) немесе ферменттердің әсерінен гидролизденіп, глюкоза түзеді: (С6Н10О5) n + nH2O → C6H12O6Реакция жағдайына байланысты әр түрлі аралық өнімдер түзіліп, гидролиз сатылап жүруі мүмкін: (С6Н10О5) n → (C6Н10О5) m → xС12Н22O11 → ыдырауы біртіндеп іске асады, әуелі ірі молекулалы қосылыс декстрин, содан кейін дисахарид мальтоза және гидролиздің соңғы өнімі глюкоза түзіледі.

Крахмалдың маңызы мен қолданылуы Крахмал - негізгі азығымыздың бірі. Бірақ оны ағза бірден сіңіре алмайды. Тағамның құрамындағы крахмал майлар сияқты әуелі гидролизге ұшырайды. Гидролиздену процесі тамақты шайнағанда сілекеймен бөлінетін ферменттердің әсерінен ауызда басталады. Гидролиздену одан әрі асқазан мен ішекте жалғасады. Түзілген глюкоза ішектен қанға сіңіп, одан бүкіл ағзаға тарайды. Глюкозаның артық мөлшері гликогенге "жануар крахмалына" айналып, бауырда қор болып жиналады. Оның құрамы крахмал сияқты (С6Н10О5) n бірақ құрылысы крахмалдан тармақты (45, б-сурет) және молекулалық массасы да үлкен болады. Организмнің гликоген жинауы шектеулі. Адам салмағының 1 килограмына 50-60 г гликоген жиналған соң, одан артық мөлшері майға айналып, адам толысып кетуі мүмкін. Гликоген қажеттілікке байланысты глюкозаға айналып, биохимиялық процестерге қатысады. Крахмал гидролизінің аралық өнімдері декстрин мен мальтозаны ағза оңай сіңіреді. Тамақ дайындаған кезде крахмал декстринге айналады. Нан өнімдерін және картопты пісірген кезде крахмалдың аздап гидролизденуінен декстрин түзіледі. Өнеркәсіпте крахмалды гидролиздеп, сірне мен глюкозаға айналдырады. Ол үшін крахмалға сұйылтылған күкірт қышқылын қосып қыздырады. Күкірт қышқылының артық мөлшерін бормен бейтараптап, кальций сульфатына айналдырып бөліп тастайды. Егер гидролизді соңына дейін жүргізбесе, декстрин мен глюкозаның қоспасы сірне алынады. Сірнеден кондитер тағамдарын, кәмпиттер, мармелад, джем, тосап жасайды. Декстрин желім ретінде пайдаланылады. Крахмал мата өнеркәсібінде қолданылады. Ыстық үтіктің әсерінен крахмал декстринге айналып, жұқа қабықша түзеді. Ол матаға әр береді және тез кірлеуден сақтайды. Крахмалдан химия өнеркәсібінде глюкоза, этил спиртін, ацетон және лимон қышқылын алады. Крахмал қағаз және картон өндірісінде қолданылады.

Крахмалдың құрылысы Крахмал - табиғи полимер. (45-сурет) . Полимерлену дәрежесі - n-нің мәні крахмалдың әр түрлі молекуласында шамамен 200-ден 2000-ға дейін болады. Крахмалдың молекулалық массасы бірнеше жүз мыңнан (амилоза) миллионға дейін (амилопектин) жетеді. Крахмалдың макромолекуласы циклді α-глюкозаның қалдықтарынан тұрады. Крахмал түзілу процесінің сызбанұсқасы:

Яғни, крахмалдың қарапайым буыны, - C6H10O5 -

Шикі крахмалдың өндірісі Картопты крахмал Картоп крахмалы өндірісінде шикізат ретінде картоп пайдаланылады. Картоп құрамындаорташа есеппен (%) : құрғақ заттар - 25; оның ішінде крахмал - 18, 5; азотты заттар - 2 жуық; клетчатка - 1; минералдық заттар - 0, 9; қант - 0, 8; май -0, 2; басқа да заттар (пентоза, пектин) - 1, 6. Картоп өндірісі мерзімді жұмыс істейді. Картопты сақтаған сайын крахмалдың шығуы азаяды. картопты өндіріске жібермес бұрын оны буртахта 2-8°С температурада сақтайды. Сақтауға сапасы жақсы өнімдерді жібереді. Зақымданған картопты бірінші кезекте өндіреді. Картопты сақтау кещінде жүретін негізгі процесс оның тыныстауы. Бұл уақытта крахмалдың глюкохаға айналуы жүреді, сөйтіп ферменттердің қатысуымен және оттегі болған кезде, су мен диоксид көміртегі құралатын күрделі процесс қалыптасады. Бұл процесс оттегі жетіспейтін жағдайда (анаэйробты тыныстау) болып табылады, оның соңғы өнімі спирт пен көміртек деоксиді. Құралған спирт картоптың протоплазмасына құртып жібергендей әсер етеді, нәтижесінде картоп клеткасы жойылады.

Картопты сақтау кезінде үш түрлі басты кезеңді қарастыруға болады: жетілу 15-30 тәулік аралығында; қысқа тыныс алу мерзімі, егер тыныстау төменгі дәрежедегі қарқынмен жүргізілсе 1-6 ай аралығында жүреді және түйнектердің өсе бастау кезеңі, көмірсулар мен азотты заттардың қарқынды шығындалуы жүреді, температура көтеріледі және өскіндер пайда болады. Картоптың және крахмалдың салмағының азаюын кеміту үшін сақтау кезінде бурттардың бетін салам және топырақпен қабаттап жатады. Бұл картоп түйнектерінің өнуін тежейді және жарықтың әсерімен оның жасылдануына жол бермейді. Картоптың крахмалдылығының азаюы нәтижесінде азотты заттардың көбеюі туындайды, әсіресе техникалық жағынан жетілмеген картопта ол аса мол. Картоптағы азотты заттар мөлшері шамамен ақуызды заттардың 50% құрайды(туберин- глобулиндер, альбуйин, протоза, пептон) және 50% амин және аминоқұрамалардан тұрады. Дұрыс жетілмеген картопты өңдегенде жалқық зат пайда болады, бұл крахмалды қосындылардан бөліп алуда қыйындық туғызады және оның сапасы да нашарлайды.

Картоп крахмалының технологиясы Картоп крахмалын өндіру үдерісі бір-бірімен ерекше екі түрлі технологиялық схема бойынша жүзеге асырылады- шөгінді жинайтын центрифуганы қолдану арқылы алынатын дәстүрлі және гидрониклондарды қолдану арқылы алынатын жаңа тәсіл. Осы түрдегі крахмал өндірісінің бастапқы кезеңі бірдей және ол мынадай технологиялық іс-әрекеттерді қамтиды: Ø Картопты жеңіл жіне ауыр түрдегі қосындылардан тазартып алу керек, түйнектерін топырақтан аршып жуу керек; Ø Жуылған картопты өлшеу; Ø Картопты үккіштен өткізіп майдалап алғашқы ұсақтау немесе әсері күшті ұрғылағышпен ұсақтау. Ұсақталып болған ботқаға антисептик ретінде күкіртті қышқылды қосады, ол өндірістің жартылай өніміндегі микрофлораның даму белсенділігін тежейді.

Ботқаны әрі қарай өндеуге мынадай іс- әрекеттер қарастырылады: Ø Екінші қайтара ұсаұтау алдында мезганы бөліп алу және жуу; Ø Қайталап ұсақтауды жүргіщу; Ø Мезганы сүзгіш құралдардан өткізу; Ø Шөгінді жинайтын центрифугада крахмалды бөліп шығару; Ø Крахмал суспензиясын сүзгіш құралдардан өткізіп рафинирлеу; Ø Гидроциклонда, шөгінді жинау центрифугасында немесе сепараторда крахмалды шаю. Ал, алынған ботқаны алғашқы ұсаұтаудан кейн бірден ештенесін араластырмай қайта ұсақтаудан өткізеді. Тиянақтап ұсақталған ботқаны гидроциклонды қондырғыда, клеткалық шырын мен мезгадан тұратын крахмал мен қоспалардан ажырату үшін гидроциклон қоса отырып өңдейді, гидроциклон осы қоспанаң крахмалсыздануы үшін және крахмалды рафинирлеу мен шаю үшін қажет. Екі сызба бойынша да таза суды тек крахмалды шаю кезінде ғана қолданады.

Өндіріске картопты жеткізу Картопты қоймадан өндіріске гидравикалық тасмалдағыш арқылы жеткізеді, ол суланған картоптың қозғалыс жылдамдығын қамтамасыз ету үшін, шамамаен 1, 0-1, 5 м/с, алайда 0, 75 м/с аспайтын қалыпта әдейі еңіс жасалған. Гидротасмалданғышқа тас пен жинағыш та орналасады. Гидротасмалданғыш жұмысында судың жұмалуы картоптың қаншалықты бітеліп қалу дәрежесі мен сипатына қарай және тасмалдағыштың астаушысында қанша бұрылыстың болуы нәтижесіне тәуелді болады, ол 1 т картопқа 7 т дейін жұмсалуы мүмкін. Гидравликалық тасмалдағышта картоп түйнектері балшықтан біршама жуылып тазарады. Астаушадан алынғаннан кейінгі қалған балшық қалдықтары картоптың қандай топырақта өсірілгенін және жиналған кезіндегі ауа-райы жағдайын көрсетеді. Әдетте, астаушаның соңына тор орнатылған кішігірім ойықша орналастырылады, ол гидротасмалданғыштағы суды шығарып тастау үшін қажет. Картопты осы ойықшадан жууға ожаулы элеватордың(норий), бұрамалы тасмалдағыштың (шнек), көтергіш дөңгелектің және арнайы құрастырылған орталық айналу сорғышының көмегімен береді. Картопты тасмалдауда көбіне С аспайтын бұрышта орнықтырылған бұрамалы шнек жиі пайдалынады. Ашық шнектің бүкіл бойына картоптан түскен сазды жуып тұру үшін су шашқыш орнатылады. Жылжымалы лента мен астаушаның ішкі жағының аралығындағы алшақтық 3 мм аспауы керек, бұдан үлкен аралықта картоп түйнектері бүлінеді. Шнектің ұзындығы көтеру биіктігіне байланысты.

Картопты ұсақтау Картоп түйнектерінен крахмалды бөліп алу үшін ең алдымен картоп клеткасын ашу керек, бұл оның қабырғаларын бүзу арқылы қол жететін нәрсе. Басты міндет крахмалдын дәндерін сақтай отырып, клетканың қабырғасын барынша бұзып ұсақтау. Картоптың қабығы мен клеткасының қабырғасын асыра ұсақтап жіберу қажет емес, бұл дегеніміз қосымша тиімсіз электр шығынын жұмсауға әкеп соғады. Ол тек крахмал түйіршіктерінің бөлініп шығуын туғызып отыратын дәрежеде ғана жүргізілуі керек. Клеткның көп бөлігі аршылып болғаннан кейін түйнектер ұсақталған түрдегі қоспа алынады, ол бүкіл клетканың қабырғасы бұзылған крахмалдан, қабырғасы бұзылмаған біршама клеткадан және картоп шырынынан тұрады. Бұл қоспа картоп ботқасы деп аталады. Қабырғасы бұзылмаған клеткаларда қалған крахмал өндірістегі жанама өнім - картоп мезгасында(ботқаны сүзіп алғаннан кейін бөлініп шығатын ұсақталған клечатка) жойылып кетеді. Осы крахмалды байланысқан деп, ал картоп түйнектерінен бөлініп алынған крахмалды еркін деп атау қалыптасқан. Картопты ұсақтау сыртқы бетінде егеулері бар картоп үккіште жүзеге асырылады немесе аса күшті қалыптағы ұсақтағышта жүргізіледі, соңғысында ұсақ мезга үккіште алынғанға қарағанда аз болады.

Картоп ұсақтау үрдісін бағалау үшін ұсақтау коэффицентін пайдаланады, ол клетканың бұзылуынын дұрыстығы мен одан крахмалдың алынуын сипаттайды. Оны ботқадағы еркін крахмалдың саны мен өнімдегі крахмалдың жалпы құрамының арақатынасы арқылы, төмендегі формуланы қолдана отырып анықтайды (1) Формула k=a/a+b*100 Мұндағы, К-картопты ұсақтау коэффициенті, %; А-100г ботқадағы еркін крахмалдар массасы, г; Б-100г ботқадағы байланысқан крахмалдар массасы, г; Картопты ұсақтау коэффицентінің нәтижесі крахмалды шикізаттан бөліп алу мүмкіндігімен анықталады. Станса жұмысының қалыпты жағдайында ұсақтаудың бұл көрсеткіші 90 % жоғары болуы қажет. Үккіштердің бәрі негізінен бірдей құрылымда болады, өзара олар өнімділігі немесе конструкйиялық рәсімделуімен ғана ерекшеленеді. Барлық картоп үккіштердің қызмет ету барысы - айналмалы барабанда орнатылған жұмыс істеуге арналған сыртқы бетінде арнайы ұсақ тістері бар егеулер арасында түйнектерді үгіту. Алғашқы ұсақтау кезінде үккішке ұзындығы 16-20мм және ені 3мм болатын арнайы тесіктері бар тор қойылады. Ал қайталанып ұсақтау кезінде қолданылатын үккіштің тесіктерінің ені 2мм болуы керек. Тордан 30 % көлемінде сұйықтық ағып шығатындай болуы тиіс. Бастапқы ұсақтауда үккіштің егеулері барабанның үстінде 1, 5-1, 7мм болып орналасады, ал қайталанып ұсақтау кезінде 1мм аспауы керек. Егеулердің тозығы жеткен жағдайда үккіштің өнімділігі де төмендейді, сондықтан жұмыс барабанының ауық-ацық(1-2 тәулікте 1 рет) жаңа егеулері бар кезектегі барабанмен алмастырып отырады. Алынған барабанды егеулерін ауыстыру үшін, прокладкасын және тозған елеулерін шығарып алады, одан кейін барабанды оған жаңа елеулерді сала отырып қайта жаңартады.

Елеулер жоғарғы сапалы болаттан әзірленеді, ені 13 және 18 мм. Тістері тең қырлы үш бұрыш тәріздес, олар 10 см егеу ұзындығында 71-ден кем болмауы тиіс. Картопты ұсақтаудың сапалылығы шикізаттың жайына тәуелді(жаңа картопты ұсақтау мұздатылған немесе босаңсыған картопқа қарағанда анағұрлым жеңіл) және оның тазалығына, оны жұмысқа дұрыс икемдеуге байланысты болады. Көптеген зауыттарда ботқаны қосымша ұсақтау дүргізіледі, нәтижесінде ондаған байланысқан крахмалдар құрамы төмендейді. Ұсақтау алдында ботқаны сүзгіден өткізіп шаяды, бұл ондағы еркін крахмалдардың басым мөлшерін бөліп алу және орталық айналымдағы сүзгіден су шығару үшін өткізіледі, сөйтіп құрамында құрғақ заттар 10-12 % болатын өнім алынады, ол қайталап ұсақтауда тиімділікті анағұрлым арттырады. Зауыт жақсы жұмыс істеген кезде картоп ұсақтау коэффиценті 92-94 % жетеді. Ұсақталған өнімнің сапалылығын жуылған мезгадағы байланысқан крахмалдардың құрамына қарай білуге болады, олар 40 % аспауы керек. Екі қайтара картоп ұсақтауда үдерісті ұсақ мезганың аз мөлшерде құралуына қарай лайықтайды, себебі оның көлемі крахмалдың үлкен дәнедеріне аса ұқсас. Бұл жағдайда алғашқы ұсақтау кезінде-ақ түйнектердің клеткаларын 87 % дейін толығымен бұзады. 1 т картоп ұсақтауға жұмсалатын энергия шығыны 5-6 кВт·сағ шамасында, ал 1 т картопты ұсақтауға егеулердің жұмсалу шығыны -1, 2-0, 4 м болады. Крахмалдың сапасының жоғарылатылуы үшін, еңалдымен оның аппақ қардай ақтығын ұлғайту және ондағы микробиологиялық үдерістерді белсенділендіру үшін картоп ботқасына күкірт диоксидін немесе күкірт қышқылын қосады. Негізінен бұл мақсатқа сұйытылған күкірт диоксиді қолданылады.

Клеткалық шырынның бөлінуі Шырындағы азотты заттар құрамына тирозин кіреді, ол тирозиназа ферменттерінің әсері арқылықышқылданып, боялған түске енеді. Крахмалдың дәндері осы бояғыш заттарды адсорбциялау қасиетіне ие, ол дегеніміз, дайын өнімнің ақ түсін солғындатады. Крахмалдың шырында ұзақ тұруы кезінде шырын қосындыларын енгізу аса күшті көбіктенуді туғызады, құрал- жабдықтарды ластайды, олардың металл бөліктерінің, құбыр желілерінің және арматуралардың тоттануына әкеп соғады. Крахмалдың жоғарғы сұрыпын алу, шырынның бағалы заттарын пайдалануды ұйымдастыру үшін және крахмал өндірісі үдерісін жаңа технологиялық схемада жүргізу үшін картопты ұсақтап біткен бойда бірден картоп шырынын ботқадан бөліп алады. Шырынның жоғары құрамда бөлініп шығуы үшін ботқаға аздаған мөлшерде оның салмағының 30 % аспайтын мөлшерде су қосады. Ботқаны сумен араластыру оны центрифугада сұйық фазада айналдырғанда крахмалдың жойылып кету мөлшерін азайту үшін қолданылады. Суы азайған ботқадағы құрғақ заттар көлемі 32-43 % құрайды, өзі жабысқақ, қамыр тәріздес болып келеді. Ботқаның камераның қабырғаларына жабысып қалуын болдырмау үшін ол қоюланған кезде белгілі бір мөлшермен ұздіксіз су қосып тұрады. Ботқаны қабылдайтын орын шөгінді түсіретін камераның астына орналасу керек. Ботқаны сүзгіден өткізер алдында оны араластыру үшін қабылдағағышқа су жібереді. Бұл центрифугадан шөгіндінің еркін бөлініп түсуін қамтамасыз етеді және ботқа сумен жақсылап жылынады. Центрифугада 3, 5-5 % дейін жететін 70 % дейінгі картоп шырыны бөлінеді, бұл үдеріс ботқаны алдын - ала сумен шылаудың нәтижесіне және қолданып отырған центрифуга түріне де тәуелді болады. Центрифуганың жақсы жұмыс істеген жағдайында шырындағы крахмалдың жоғалуы 0, 2-0, 3 г/л құрайды. Ботқаны өндеген кезде шөгінді жинайтын центрифугады шырынмег қоса біршама мөлшерде ұсақ мезга да бөлініп шығады. Ботқадағы шырынды бөліп алу дәрежесі және мұндағы крахмалдың жоғалуы ОГШ центрифугасының конструкциялық ерекшеліктеріне, оның өніммен қаншалықты толтырылуна байланысты.