Крахмал-патока - Главная Производство пищевой глюкозы Технологическая схема производства пищевой глюкозы с использованием ферментов для осахаривания крахмала

Технологическая схема производства пищевой глюкозы с использованием ферментов для осахаривания крахмала

Глюкоза - Производство пищевой глюкозы

В последние годы при производстве пищевой глюкозы все шире используют гидролиз крахмала в присутствии ферментов (см. схему XXIII). Как и при получении кристаллической глюкозы, ферментативный гидролиз крахмала осуществляется в две стадии - разжижение крахмала и осахаривание.

Разжижение крахмала производят ферментативным или кислотным методом. В последнем случае получают сиропы с лучшей фильтрационной способностью.

Кислотное разжижение крахмальной суспензии концентрацией 35-40% производят соляной кислотой в конверторе или осахаривателе непрерывного действия. Расход соляной кислоты 0,15-0,20% к сухим веществам суспензии. Продолжительность процесса при давлении 0,3 МПа 2-3 мин, что обеспечивает получение гидролизата, содержащего 15-17% редуцирующих веществ.

Гидролизат нейтрализуют раствором соды до рН 5,5-5,6, охлаждают до температуры 48-50° С и направляют в ферментаторы для осахаривания.

При ферментативном разжижении крахмала используют преимущественно препараты а-амилазы бактериального происхождения, обладающие значительной термостойкостью. Применение ферментов для разжижения позволяет получить после осахаривания сиропы более высокой доброкачественности. В этом случае исходная суспензия крахмала должна иметь концентрацию 35%.

После подогрева суспензии до температуры 55° С в нее вводят раствор ферментного препарата (амилосубтилина Г 10-Х или аналогичного по свойствам) в количестве 0,01-0,015% к сухим веществам крахмала. Суспензию разогревают до 85° С и выдерживают 2 ч при этой температуре, постоянно перемешивая.

Для обеспечения более полной клейстеризации крахмала смесь подвергают тепловой обработке в конверторе при температуре 133° С в течение 3-6 мин. После охлаждения в испарителе до температуры 85° С в продукт вводят вторую порцию амилосубтилина Г10Х (0,05-0,07% к массе крахмала) и при перемешивании выдерживают эту температуру в течение 30 мин. После охлаждения до температуры 48- 50° С гидролизаты направляют в ферментаторы для осахаривания. При проведении осахаривания используют водный раствор глюкоэндомикопсина Г15Х (в соотношении 1 :20). Расход раствора 0,32-0,36% к массе крахмала.

Осахаривание проводят при постоянной температуре 48- 50° С, рН 5,5-5,6 и непрерывном перемешивании в течение 60- 72 ч. В результате получают сироп, содержащий 94-95% редуцирующих веществ при кислотном разжижении и 96-98% при ферментативном. После завершения осахаривания сироп нагревают до температуры 90° С для инактивации ферментов и направляют на очистку.

Для коагуляции высокомолекулярных азотистых соединений сироп подкисляют до рН 4,8-5,0.

Жиро-белковые примеси отделяют сепарированием, а остальные взвешенные вещества - фильтрацией с фильтрующим порошком. Окончательную очистку сиропов от красящих веществ производят активным углем, расходуя его по 0,5% к сухим веществам жидкого и густого сиропа.

После отделения отработанного угля жидкий сироп выпаривают под вакуумом до 54-55% сухих веществ. Очищенный густой сироп уваривают до содержания сухих веществ 70-72%, охлаждают до температуры 50° С и направляют в кристаллизатор, где смешивают с утфелем, оставшимся от предыдущей кристаллизации (20-30% всей массы утфеля).

В кристализаторе утфель выдерживают в течение суток, понижая температуру до 34-35° С, после чего утфель заливают в формы, где он затвердевает в течение 3 сут при температуре 10- 15° С. За это время происходит частичное подсыхание продукта. Пищевую глюкозу измельчают до порошкообразного состояния, просевают и подсушивают в сушилке воздухом температурой 50° С до влажности не более 9% и упаковывают.

В некоторых странах утфель, содержащий после кристаллизации 50% кристаллов, высушивают в распылительных сушилках. После высушивания глюкоза содержит 12-13% влаги.  Продукт после распылительной сушилки выдерживают в течение 3-5 ч, просеивают и подсушивают до влажности 9%. Сущность этого, метода состоит в совмещении процесса кристаллизации и высушивания мелких частиц продукта в потоке горячего воздуха.

Уваренный до определенной (не ниже 70%) концентрации высокодоброкачественный глюкозный сироп охлаждают и превращают с помощью затравочных кристаллов в утфель. Указанная концентрация сиропов обеспечивает получение утфеля, свободно стекающего по трубопроводам. В соответствующих условиях утфель распыляют в виде капель в сушильной камере. Содержащиеся в каплях мелкие затравочные кристаллы являются не только носителями влаги, но и центрами кристаллизации.

При испарении влаги объем капли утфеля уменьшается, коэффициент пересыщения увеличивается на ее поверхности больше, чем внутри, и соответственно усиливается кристаллообразование. На поверхности каждой капли образуется как бы оболочка из кристаллов, препятствующих спеканию отдельных капель. Сами капли под действием сил поверхностного натяжения приобретают сферическую форму. По мере протекания процессов испарения влаги и кристаллизации глюкозы в каждой отдельной капле, последние превращаются в твердые блестящие гранулы. Общий сахар, полученный в распылительной сушилке, имеет вид сыпучего порошка, состоящего из гранул почти одинакового размера. Кристаллизация в процессе сушки позволяет в зависимости от назначения продукта изменять размер его гранул и получать быстрорастворимую, неслипающуюся порошкообразную гранулированную глюкозу.

Удобнее и экономичнее при высушивании и кристаллизации в распылительной сушилке использовать не утфель, а непосредственно концентрированные глюкозные сиропы. Это делает возможным получение сыпучих продуктов с различным углеводным составом. Однако даже распыление высокодоброкачествекного глюкозного сиропа в потоке теплоносителя приводит к образованию стекловидного гигроскопического порошка, склонного к слипанию. Основная причина этого явления - в отсутствии направленной кристаллизации, т. е. в отсутствии центров кристаллизации.

Центры кристаллизации вводят двумя способами: одновременным распылением глюкозного сиропа и части рециркулируемого сыпучего порошка или распылением глюкозного сиропа на слой затравочных кристаллов. Поскольку в первом случае количество затравочного рециркулируемого продукта составляет более 70%, кристаллизация проходит интенсивно и приходится проводить дополнительную сушку, что приводит к получению пористого продукта.

При втором способе сироп при распылении обволакивает каждую затравочную частицу, что при сушке увеличивает размер гранул. Слой затравочного материала необходимо непрерывно перемешивать. Процесс занимает мало времени и протекает непрерывно. Размер частиц гранулированной глюкозы колеблется от 200 до 1500 мкм, большую часть продукта составляет фракция размерами от 600 до 800 мкм. Насыпная масса гранулированной глюкозы в зависимости от размера частиц 370-680 кг/см3. Относительная скорость растворения около 90%.

Для хранения и транспортирования гранулированной глюкозы могут быть рекомендованы бумажные мешки, используемые для упаковки кристаллической глюкозы.