Способ получения патоки из крахмала. Как из крахмала сделать патоку

Как из крахмала получить патоку?

Библиотека | Мой дом тайга

Как из крахмала получить патоку?

Из крахмала может быть получен"фруктовый", плодовый, виноградный, или постный сахар. Производство его не требует сложных приспособлений и может быть осуществлено кустарным способом.

Сырьем служит любой крахмал (картофельный, кукурузный и т.п.), а также серная кислота, древесный уголь и вода. Химическая сторона процесса состоит в том, что крахмал под действием разбавленных сильных кислот превращается в сахар.

Производство патоки состоит из следующих операций:

кипячение смеси крахмала с кислотой (осахаривание)

отделение серной кислоты (осаждение сульфата кальция при действии извести или мела)

отделение осадка

упаривания раствора патоки до густоты сиропа

уваривание патоки и кристаллизация сахара

Качество патоки напрямую зависит от качества крахмала. Кроме серной, можно применять и другие кислоты, но серную кислоту (точнее, сульфат-ионы) удалять легче всего, т.к. его можно осадить в виде малорастворимого сульфата кальция. Следует учитывать, что серная кислота играет роль катализатора (т.е. не расходуется в ходе реакции, хотя ускоряет ее).

Осахаривание крахмала

Сухого крахмала - 50 кг Серной кислоты (90%-ной) - 1,2 кг Воды -100 л

Для варки раньше применяли котел из красной меди, вылуженный изнутри чистым оловом, или железный котел, выложенный свинцовой обкладкой. Еще лучше, если реактор будет эмалированный или (при небольшом объеме) стеклянный, кварцевый или фторопластовый.

Объем котла (или реактора) должен быть таков, чтобы жидкость занимала 2/3 его объема. Серная кислота не должна содержат вредных примесей (например мышьяка). Обращаться с серной кислотой следует осторожно: при разбавлении лить серную кислоту в воду (а не наоборот). При готовление твердого сахара требует большего количества серной кислоты ( до 2 кг).

Сама процедура осахаривания производится кипячением крахмального "молока" (взвеси крахмала в воде) с серной кислотой. Разводят в 1/3 всего количества воды серную кислоту, сливают в котел и доводят до кипения. В остальном количестве воды замешивают крахмал в так называемое крахмальное молоко. Далее вливают в котел при помешивании лопаткой небольшими порциями и тонкой струей крахмальное молоко При добавлении "молока" кипение прекращается, тогда заливку приостанавливают и снова доводят жидкость до кипения. только после этого доливают остальное "молоко". Нужно следить, чтобы не было сгустков и клейстера.

После окончания заливки массу кипятят еще полтора-два часа, причем момент окончания осахаривания определяют пробой на содержание крахмала с иодом. Для этой цели берут ложкой порцию жидкости из котла, выливают в пробирку или на блюдце, охлаждают и приливают 1-2 капли иодной настойки. В начале процесса получается синее окрашивание (крахмал), в затем по мере осахаривания крахмала сменяется фиолетовым, оранжевым и наконец желтым (весь крахмал перешел в сахара и декстрин).

Чтобы установить, что в сахара перешел также весь декстрин, делают пробу со спиртом. Для этого берут пробу прозрачного отфильтрованного раствора в пробирку или стаканчик, приливают 10-кратный объем 96%-ного этилового спирта. Если выпадает осадок, надо продолжать нагревание, если осадка нет, это означает, что весь декстрин перешел в сахар и нужно охладить раствор.

Осаждение серной кислоты

Серную кислоту после осахаривания необходимо полностью удалить из сиропа. Для этой цели прибавляется хорошо измельченный сухой мел. На 100 масс. частей серной кислоты нужно взять 140-150 масс. частей мела.

Серная кислота реагирует с мелом, образуя сульфат кальция, который выпадает в осадок. Прибавление мела нужно вести небольшими порциями, при тщательном перемешивании.

Избытка мела следует избегать: как только проба из котла перестанет окрашивать синюю лакмусовую бумажку в красный цвет, прибавление мела надо прекратить.

Отделение осадка

Когда осаждение окончено, жидкость оставляют в покое на 10-15 часов и затем осторожно сливаюи с густого осадка. Можно использовать для сливания жидкости сифон.

Для получения хорошего продукта часто практикуется добавление к горячему раствору продукта древесного угля в количестве 2-3% от веса взятого сухого крахмала. После добавления угля раствор кипятят 10-15 минут, а затемпрекращают нагревание и дают отстояться в течение нескольких часов. После отстаивания раствор отфильтровывают.

Выпаривание раствора

Выпаривание ведут на водяной бане во избежание пригорания продукта.

Патока вырабатывается двух сортов: карамельная и для варенья. Первая должна быть по возможности бесцветна и не темнеть при нагревании до 145 градусов. Она не должна содержать никаких примесей, кросе декстринов и глюкозы.

Уваривание сахара

Для получения твердого сахара патока должна быть подвергнута дальнейшему выпариванию.

Чем патока чище, тем труднее происходит испарение воды. Патока может перегреться, и кипение ее идет толчками, продукт может пригореть. Поэтому уваривание лучше вести под уменьшенным давлением в вакуум-аппаратах.

Выпаривание продолжают до тех пор, пока сироп не превратится в густую массу и не начнет кристаллизоваться. Тогда его выливают в чан с краном на дне и вторым решетчатым дном на расстоянии 10-15 см от первого. На решетчатое дно кладется холстина и через эту холстину проходит патока, оставшаяся при кристаллизации сахара. Патоку спускают через кран, а отвердевший сахар разбивают на куски и просушивают в сухом теплом месте.

При необходимости получать более твердый сахар его перекристаллизовывают в очень малом количестве воды.

Иногда для белизны к сахару добавляли ультрамарин (на 40 кг - 1 г ультрамарина).

Прибавляя к сахару фруктовую эссенцию и пищевые краски, можно получить "фруктовый сахар".

Материалы: http://alhimik.ru/MASTR/mast11.html#7.11

www.rgo-sib.ru

Способ получения патоки из крахмала

Изобретение относится к технологии получения сахаросодержащих продуктов. Способ получения патоки из крахмала включает приготовление крахмальной суспензии при перемешивании, нагревание, разжижение крахмальной суспензии, кавитационную обработку с нагреванием суспензии, разжижение крахмальной суспензии под действием ферментного препарата, охлаждение разжиженного крахмала до температуры осахаривания, обработку жидкого продукта осахаривающим ферментным препаратом в газовихревом биореакторе при перемешивании путем формирования над поверхностью крахмальной суспензии вихревого движения аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, очистку полученного продукта и его уваривание. Приготовление крахмальной суспензии, ее нагревание и разжижение при перемешивании осуществляют в кавитационном аппарате с обеспечением кавитационного воздействия на обрабатываемый продукт и подвода к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул. Суспензию крахмала обрабатывают в кавитационном аппарате в течение 2-4 часов. В качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, может быть использована альфа-амилаза или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента. В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата может быть использована глюкоамилаза или β-амилаза в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, и осахаривание продукта может быть осуществлено в течение 25-30 часов. Это обеспечивает сокращение цикла получения патоки из крахмала за счет более высокой степени дезагрегации гранул крахмала в кавитаторе, лучший контакт ферментов с крахмалом и более интенсивный ферментативный гидролиз крахмала. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения сахаросодержащих продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности.

Известен способ получения патоки и других сахаристых крахмалопродуктов из чистого ржаного крахмала (Андреев Н.Р., Ладур Т.А., Филиппова Н.И. Переработка ржи на крахмал и крахмальный сахар. / Пищевая и перерабатывающая промышленность. Серия 19: Крахмало-паточная промышленность // Обзорная информация, выпуск 1. - Москва, АгроНИИТЭИПП, 1995. - С.23-24). Из ржаного крахмала готовят в подготовительном реакторе гидросуспензию с концентрацией крахмала 35,0% и подвергают двухстадийному разжижению при температуре 85°С с применением ферментного препарата амилосубтилин (дозировка: 1000-1500 ед на 1 г сухого крахмала) при постоянном перемешивании смеси механической мешалкой. Промежуточная термообработка частично разжиженного крахмала осуществлялась при температуре 120°С в течение 5 минут. Перед осахариванием промежуточный продукт перемещают в основной реактор с механической мешалкой. Осахаривание разжиженного крахмала проводят при постоянном перемешивании с применением ферментного препарата глюкоамилазы при рН и температуре, являющимися оптимальными для действия фермента. По получению крахмальной патоки продукт фильтруют, обесцвечивают активированным углем и уваривают под вакуумом до концентрации готовой продукции - 78% сухих веществ.

Известен другой способ получения патоки из крахмала, предусматривающий приготовление суспензии крахмала с концентрацией 35%, введение в суспензию разжижающего фермента альфа-амилазы, проведение в биореакторе первой стадии разжижения при температуре 85°С и перемешивании смеси механической мешалкой, выделение из частично ожиженного крахмала жиробелковых примесей, дальнейшее нагревание суспензии до 130°С с выдерживанием в течение 5 минут в автоклаве, последующее охлаждение частично ожиженного крахмала до 85°С, проведение второй стадии ожижения альфа-амилазой с выдерживанием при этой температуре при постоянном перемешивании в течение 60 минут, осахаривание разжиженного крахмала в другом биореакторе с механической мешалкой ферментным препаратом глюкоамилазой при рН 4,3 и температуре 56°С в течение 72 часов при перемешивании, инактивацию фермента нагреванием, очистку гидролизата активированным углем и его уваривание до заданного содержания сухих веществ в полученной патоке (SU 1337412 А1, 15.09.1987).

Недостатком вышеприведенных способов является большая длительность процесса, что связано с неэффективным взаимодействием ферментов с крахмалом в процессе его гидролиза вследствие неравномерного распределения ферментов в массе продукта, обусловленного особенностью перемешивания реакционной смеси механической мешалкой. Кроме того, в данных способах необходим предварительный нагрев суспензии крахмала до температуры выше 100 градусов Цельсия, что требует дополнительных энергетических и временных затрат.

Известен способ получения патоки из крахмала, реализованный в описании устройства по авторскому свидетельству SU №488861, С13К 1/06, опубл. 25.10.1975. Способ включает приготовление крахмального молочка из пищевого крахмала в подготовительном реакторе при одновременном перемешивании механической мешалкой, подачу в подготовительный реактор ферментного препарата альфа-амилазы, нагрев смеси до температуры декстринизации крахмала и выдерживание смеси при перемешивании до окончания процесса разжижения крахмала, перемещение продукта в основной реактор охлаждение продукта до температуры осахаривания крахмала, введение ферментного препарата глюкоамилазы и проведение процесса осахаривания крахмала при данной температуре при постоянном перемешивании механической мешалкой в основном реакторе в течение времени, достаточного для завершения процесса ферментативного гидролиза крахмала, с последующим удалением из полученного продукта остатков реагентов путем перемещения продукта в ультрафильтрационный аппарат.

Однако данная технология имеет длительный цикл получения конечного продукта, что связано с низкой скоростью процесса разжижения и осахаривания крахмала ферментами, обусловленной неравномерным распределением ферментов в массе продукта вследствие неэффективного перемешивания реакционной смеси механической мешалкой. Кроме того, длительность цикла получения готового продукта увеличивается необходимостью перемещения продукта в процессе его модификации от крахмала до патоки из одного реактора в другой, а затем в аппарат для ультрафильтрации продукта.

Известен способ получения крахмальной патоки (RU №2061048, С13К 1/04, опубл. 27.05.1996 г.), включающий подачу в варочный котел водного раствора серной кислоты и доведения до кипения. После чего приводится в действие вибрационно-акустическая насадка, которая создает вибрационное перемешивание раствора с интенсивностью вибрации от 0,8 до 1,2 кВт/м2. Затем в котел подается подкисленная серной кислотой водная суспензия крахмала. Происходит заваривание крахмала с последующим кипячением образовавшегося растворимого крахмала. После нейтрализации серной кислоты и упаривания патоки открывают запорный вентиль и осуществляют откачку готового продукта. Вибрационная насадка функционирует во время всего процесса изготовления крахмальной патоки, обеспечивая перемешивание раствора внутри котла. Это обусловлено тем, что из-за разницы гидравлических сопротивлений при диффузорном и конфузорном истечении раствора через конические отверстия при вибрации тарелки между ее поверхностями возникает перепад давлений (при истечении жидкости через сужающееся отверстие гидравлическое сопротивление выше, чем при истечении жидкости через расширяющееся отверстие), который приводит к возникновению циркуляции раствора и наряду с вибрационным полем обеспечивает его интенсивное перемешивание.

Однако при ферментативной биоконверсии крахмала в патоку происходит инактивация ферментов ультразвуком, что снижает эффективность биоконверсии крахмала в патоку, удлиняет цикл получения готового продукта и требует дополнительного количества ферментов. Использование серной кислоты требует дополнительных мер безопасности, дополнительных затрат на ее нейтрализацию, при этом продукт загрязняется неорганическими примесями.

Известен способ получения кормовой патоки из зерна, включающий предварительное измельчение зерна до размеров 2-4 мм, дробное введение его в воду при перемешивании в соотношении 1:2 при температуре воды 35-40°С, подачу в кавитатор, после подачи половинного количества зерна в кавитатор подается комплекс ферментов: α-амилазы бактериальной 1,0-1,5 ед/г крахмала и ксиланазы 1-2 ед/г целлюлозы. При кавитации поддерживается температура реакционной массы 43-50°С и рН 6,2-6,4, а дальнейшее осахаривание полученной смеси проводят глюкаваморином ГЗХ из расчета 3 ед/г крахмала при температуре 55-58°С и рН 5,5-6,0 (RU №2265364, А23К 1/00, С13К 6/00, опубл. 10.12.2005 г.).

Однако при ферментативной биоконверсии крахмала в патоку происходит инактивация ферментов в кавитаторе под действием ультразвука и гидродинамических факторов, что снижает эффективность биоконверсии крахмала в патоку, удлиняет цикл получения готового продукта.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ получения патоки из крахмала, предусматривающий приготовление крахмальной суспензии, подачу ее в биореактор, введение в него ферментного препарата альфа-амилазы, нагревание, разжижение крахмальной суспензии при перемешивании, охлаждение разжиженной крахмальной суспензии до температуры осахаривания, введение в охлажденную разжиженную крахмальную суспензию ферментного препарата глюкоамилазы, осахаривание при данной температуре, инактивацию фермента, очистку полученного продукта и его уваривание. Разжижение крахмальной суспензии и осахаривание проводят в газовихревом биореакторе, в емкости которого над поверхностью крахмальной суспензии создают вихревое движение аэрирующего воздуха под крышкой емкости с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, при этом перемешивание суспензии при проведении процесса разжижения и осахаривания осуществляют при помощи этого вихревого потока воздуха (RU №2283349, С13К 1/06, опубл. 10.09.2006 г.).

Недостатком способа-прототипа является длительный цикл (более 50 часов) получения патоки из крахмала вследствие значительной продолжительности периода эрозии гранул крахмала, что замедляет процесс ферментативного гидролиза крахмала.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение цикла получения патоки из крахмала за счет более быстрой эрозии гранул крахмала за счет кавитационного воздействия на них жидкой среды, лучший контакт ферментов с крахмалом и более быстрый ферментативный гидролиз крахмала.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения патоки из крахмала, включающем приготовление крахмальной суспензии при перемешивании, нагревание, разжижение крахмальной суспензии под действием ферментного препарата, декстринизирующего крахмал, охлаждение разжиженного крахмала до температуры осахаривания, обработку жидкого продукта осахаривающим ферментным препаратом ведут в газовихревом биореакторе при перемешивании путем формирования над поверхностью крахмальной суспензии вихревого движения аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, очистку полученного продукта и его уваривание, отличающийся тем, что приготовление крахмальной суспензии, ее нагревание и разжижение при перемешивании осуществляют в кавитационном аппарате с обеспечением кавитационного воздействия на обрабатываемый продукт и подвода к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул, причем суспензию крахмала обрабатывают в кавитационном аппарате в течение 2-4 часов.

Указанная величина энергии получена расчетно-экспериментальным путем и обусловлена прочностью гранул крахмала к механическому разрушению. Величина энергии менее 9,0±0,5 кДж/моль, подводимая в других аппаратах к гранулам крахмала в суспензии, значительно увеличивает время обработки продукта и не позволяет полностью дезагрегировать гранулы крахмала.

В качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, используют альфа-амилазу или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента.

В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или β-амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, а осахаривание продукта осуществляют в течение 25-30 часов.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале приготавливают крахмальную суспензию, перемешивая крахмал с водой в емкости кавитационного аппарата в течение от 1 до 5 минут. Далее в реакционную массу вносят разжижающий фермент и, регулируя скорость вращения ротора, обеспечивают кавитационное воздействие на обрабатываемый продукт и подвод к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул в течение от 2 часов до 4 часов. В процессе кавитационной обработки крахмальных гранул идет их эрозия с одновременным саморазогреванием водно-крахмальной суспензии до 80-90°С. В качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, используют альфа-амилазу или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента.

Обработку суспензии крахмала производят в кавитаторе в котором происходит процесс кавитации, основанный на гидродинамических колебаниях высокой интенсивности в жидкой среде, сопровождающийся явлениями 2 типов:

- гидродинамическими;

- акустическими;

с образованием большого количества кавитационных пузырьков-каверн. При этом происходит нагревание суспензии в результате адиабатического сжатия при кавитационном схлопывании пузырьков. В кавитационных пузырьках происходит концентрирование мощностей акустических колебаний жидкости, энергия которых составляет не менее 9,0±0,5 кДж/моль, что обеспечивает разрыв связей в набухших крахмальных гранулах (Ю.В.Бадиков, B.C.Пилюгин, Р.Б.Валитов. Использование аппаратов гидроакустического воздействия в гетерофазных процессах. М., Химия, 2004, с.244). При этом кавитационные воздействия способствуют эффективной эрозии крахмальных гранул.

Далее жидкий продукт перемещают из кавитационного аппарата в газовихревой биореактор, где продукт осахаривают ферментным препаратом. В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или β-амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента. В газовихревом биореакторе формируют над поверхностью крахмальной суспензии вихревое движение аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, вследствие чего суспензия крахмала перемешивается без застойных зон и равномерно осахаривается в течение 25-30 часов. Полученный продукт очищают и уваривают.

Ниже приведены примеры 1 и 2 конкретного выполнения способа.

Пример 1. В кавитационную емкость объемом 100 л вносят 70 л воды и доводят рН водной среды до 5,0. Включают кавитационный аппарат, обрабатывают воду в течение 3 минут и порциями вносят кукурузный крахмал в количестве 30 кг. Далее в реакционную массу вносят 45 г альфа-амилазы с активностью 1500 ЕА/г и обрабатывают массу в кавитаторе в течение 2,5 часов с подводом энергии 9,0±0,5 кДж/моль для разрыва связей в набухших крахмальных гранулах и ускорения их эрозии. В процессе кавитационной обработки водно-крахмальной суспензии идет эрозия крахмальных гранул с одновременным саморазогреванием водно-крахмальной суспензии до 85°С. Далее реакционную массу охлаждают до 65°С и перемещают в газовихревой реактор. Для получения патоки из крахмала используют конструкцию реактора с газовихревым перемешиванием, который описан в патенте РФ №2283349, МПК С13К 1/06, опубл. 10.09.2006 г. Устанавливают необходимое число оборотов лопастного колеса реактора, при вращении которого над поверхностью крахмальной суспензии создается разрежение в приосевой зоне емкости и повышенное давление на периферии этой емкости. Под действием перепада давления между периферией и приосевой зоной газовой полости над поверхностью жидкости формируется закрученный поток аэрирующего газа с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости и осевым противотоком в приосевой зоне, который генерирует в жидкости аналогичное турбулентное вращательное движение с интенсивным перемешиванием вдоль оси емкости. При поддерживании перепада давления между периферией и центром воздушного вихря в пределах от 1000 до 2200 Па обеспечивается наиболее полное взаимодействие крахмала с ферментами. В реактор добавляют 24 г глюкоамилазы с активностью 5000 ЕА/г. Стадию осахаривания проводят при температуре 65°С в течение 25 часов.

Процесс контролируется по содержанию редуцирующих веществ. Для этого отбирают пробу гидролизата, нагревают до кипения с целью инактивации фермента, фильтруют и в фильтрате определяют редуцирующие вещества методом Лейна-Эйнона или методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Осахаривание считается законченным, когда содержание глюкозы в сиропе превышает 97% от количества внесенного крахмала при двойном ферментативном гидролизе.

По истечение процесса осахаривания реакционную массу фильтруют через пресс-фильтр в горячем виде. Далее реакционную массу упаривают под вакуумом до содержания сухих веществ 78%. В патоке содержание глюкозы составляет 98,7%.

Пример 2. В емкость кавитационного аппарата объемом 100 л вносят 70 л воды и доводят рН водной среды до 4,0-5,0 ед. Включают кавитационный аппарат, обрабатывают воду в течение 3 минут, порциями вносят кукурузный крахмал в количестве 30 кг.

Далее в реакционную массу вносят вносят 40 г амилосубтилина с активностью 1500 ЕА/г и обрабатывают смесь кавитатором в течение 3,5 часов с подводом энергии 9,0±0,5 кДж/моль для разрыва связей в набухших крахмальных гранулах и ускорения их эрозии.

В процессе кавитационной обработки водно-крахмальной суспензии идет эрозия крахмальных гранул с одновременным саморазогреванием водно-крахмальной суспензии до 85°С.

Далее реакционную массу охлаждают до 65°С и перемещают в газовихревой реактор.

В реактор добавляют 35 г β-амилазы с активностью 5000 ЕА/г. Стадию осахаривания проводят при температуре 65°С в течение 30 часов при интенсивном газовихревом перемешивании, как в примере 1.

Процесс контролируется по содержанию редуцирующих веществ. Для этого отбирают пробу гидролизата, нагревают до кипения с целью инактивации фермента, фильтруют и в фильтрате определяют редуцирующие вещества методом Лейна-Эйнона или методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Осахаривание считается законченным, когда содержание сахаров превышает 98% от количества внесенного крахмала при двойном ферментативном гидролизе.

Таблица
Сравнительные технологические характеристики
№ пп	Наименование способа получения патоки из крахмала	Время гидролиза крахмала, час	Содержание целевого продукта в патоке, %
1	Заявляемый способ получения глюкозной патоки по примеру 1	27,5	98,7 глюкоза
2	Заявляемый способ получения мальтозной патоки по примеру 2	33,5	56,0 мальтоза, остальное глюкоза
3	Способ-прототип получения глюкозной патоки	53,45-54,03	97,84-98,38 глюкоза

Анализ экспериментальных данных показывает, что полученная кавитационно-вихревым способом глюкозная или мальтозно-глюкозная патока содержит целевой продукт в количестве 98,7-99,5%, а в прототипе - 97,84-98,38%, что несколько выше, чем в прототипе. При этом время гидролиза крахмала в предложенном техническом решении по сравнению с прототипом сокращается на 20-25 часов, что существенно для технологического процесса и подтверждает достижение заявляемого технического результата.

1. Способ получения патоки из крахмала, включающий приготовление крахмальной суспензии при перемешивании, нагревание, разжижение крахмальной суспензии под действием ферментного препарата, охлаждение разжиженного крахмала до температуры осахаривания, обработку жидкого продукта осахаривающим ферментным препаратом в газовихревом биореакторе при перемешивании путем формирования над поверхностью крахмальной суспензии вихревого движения аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, очистку полученного продукта и его уваривание, отличающийся тем, что приготовление крахмальной суспензии, ее нагревание и разжижение при перемешивании осуществляют в кавитационном аппарате с обеспечением кавитационного воздействия на обрабатываемый продукт и подвода к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул, причем суспензию крахмала обрабатывают в кавитационном аппарате в течение 2-4 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, используют альфа-амилазу или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или β-амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, и осахаривание продукта осуществляют в течение 25-30 ч.

www.findpatent.ru

Получение крахмальной патоки — Мегаобучалка

Крахмальная патока – это продукт неполного гидролиза крахмала с применением кислот (соляной и серной) или амилолитических ферментов. В зависимости от степени гидролиза крахмала патока содержит различное количество глюкозы, мальтозы и декстринов. Различное количество указанных углеводов придает ей разные свойства и поэтому использование паток, различающихся по составу, специфическое в качестве дополнительного сырья при получении определенных видов пищевой продукции.

Патоку классифицируют в зависимости от ее углеводного состава, который определяют по общему содержанию редуцирующих веществ (РВ).

В зависимости от назначения крахмальную патоку вырабатывают трех видов: карамельную (38-34 % РВ), карамельную низкоосахаренную (30-34 %РВ), глюкозную высокоосахаренную (44-60 %). Карамельная патока выпускается двух сортов: высшего и первого. Вырабатывают мальтозную патоку, содержащую не менее 65 % РВ в пересчете на мальтозу.

Карамельная патока используется в качестве антикристаллизатора при получении карамели. При повышении содержания редуцирующих веществ патока теряет антикристаллизационные свойства, поэтому глюкозная высокоосахаренная патока применяется как сахаристое вещество при производстве варенья, фруктовых консервов, хлебобулочных изделий и других продуктов питания.

Схема получения патоки включает следующие операции: подготовка крахмала к гидролизу, гидролиз крахмала, нейтрализация гидролизатов, фильтрование сиропов, обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами, уваривание жидких сиропов до густых, уваривание густых сиропов до патоки, охлаждение патоки.

Важной технологической операцией производства патоки является гидролиз крахмала. Гидролиз проводят в присутствии катализатора кислотным, кислотно-ферментативным и ферментативным способами.

Процесс гидролиза включает стадии клейстеризации крахмала, разжижения крахмального клейстера и его осахаривание. Клейстеризация начинается с ослабления и разрыва связей между макромолекулами амилозы и амилопектина, нарушения структуры крахмальных зерен и образования гомогенной массы с высокой вязкостью. Под действием катализатора длинные цепочки молекул крахмала разрываются, образуются продукты с различной молекулярной массой, вязкость клейстера снижается – происходит разжижение крахмала, разрыв молекул крахмала идет вплоть до образования глюкозы. Содержание РВ в продуктах гидролиза крахмала характеризуется глюкозным эквивалентом (ГЭ).

Кислотный гидролиз крахмала в производственных условиях проводится в аппаратах двух типов: конверторах периодического действия и осахаривателях непрерывного действия.

Конвертор представляет собой цилиндрическую емкость с сферическим днищем и крышкой, изготовленную из стали или бронзы.

Гидролиз ведут при температуре 140-145оС, соляная кислота дозируется из расчета 0,1-0,12 % газа HCl к массе сухих веществ крахмала.

Процесс клейстеризации крахмала ведут при избыточном давлении 0,02-0,03 МПа, процесс разжижения – при избыточном давлении 0,25-0,28 МПа.

Осахаривание крахмала длится несколько минут. При проведении процесса осахаривания крахмала в конверторах периодического действия неизбежны колебания содержания РВ в патоке, поэтому применяют усовершенствованное оборудование – аппараты непрерывного действия.

Аппараты непрерывного действия обеспечивают равномерность и требуемую скорость процессов нагревания, клейстеризации и осахаривания, а также высокое качество конечного продукта. В этих аппаратах непосредственно гидролиз проходит в зоне осахаривания – медных трубах, в которых поддерживаются температура осахаривания 143оС, обогревающий пар подается под давлением 0,45 Мпа. Из зоны осахаривания продукт направляется в испаритель и затем в сборник нейтрализации сиропа, для чего используют кальцинированную соду.

Следует отметить, что несмотря на быстроту проведения процесса и дешевизну используемого катализатора, кислотный гидролиз имеет существенные недостатки: гидролизаты содержат нежелательные продукты реверсии и термического кислотного разложения углеводов, белковые вещества, минеральные примеси. Также не полностью проходит осахаривание крахмала. Поэтому для проведения гидролиза целесообразно использовать ферменты. Благодаря их специфическому действию можно вырабатывать патоку с различным углеводным составом.

Кислотно-ферментативный гидролиз крахмала ведут в непрерывнодействующих осахаривателях. Суспензию крахмала подкисляют соляной кислотой, нагревают до 140оС в течение 5 мин, затем кислоту нейтрализуют раствором кальцинированной соды до рН 6,0-6,5, добавляют раствор a- амилазы при температуре 85оС. В качестве разжижения вещества используют ферментативный препарат амилосубтилин Г10х, гидролиз длится 30 мин. Гидролизат имеет хорошие фильтрационные свойства. Осахаривание ведут также с помощью ферментов, для этого применяют порошкообразные ферментные препараты очищенной глюкоамилазы: глюконигрин Г20х при производстве кристаллической глюкозы и глюкоаваморин Г20х при производстве крахмальных паток и глюкозного концентрата. Фермент инактивируют нагреванием продукта при 80оС в течение 20 мин.

Ферментативный гидролиз крахмала предусматривает проведение всех стадий процесса с использованием ферментов. Во-первых для разжижения крахмала используют раствор бактериальной a- амилазы (ферментативный препарат амилосубтилина Г10х), который вводят в суспензию крахмала (рН 6,0-6,5).

Полученную смесь подогревают острым паром до 85оС, затем до 140оС для улучшения фильтрационных свойств. Осахаривание ведут при 60оС амилоглюкозидазой до достижения требуемого содержания глюкозы.

Кислотно-ферментативный и ферментативный гидролиз крахмала используют при производстве следующих видов крахмальных паток: низкоосахаренной (РВ не более 32 %), высокоосахаренной (РВ 63-67 %), мальтозной и декстриномальтозной.

В целях выработки патоки, соответствующей предъявляемым к ней требованиям, промышленные гидролизаты подвергают фильтрованию и обесцвечиванию, т.е. придают прозрачность, устраняют запах и удаляют примесей. В качестве адсорбентов применяют активированный порошкообразный уголь. Сиропы также очищают гранулированными углями в непрерывнодействующих колоннах.

Активированный уголь, применяемый в крахмало-паточной промышленности, должен иметь рН его водной вытяжки 4-6.

Для получения густого сиропа (55-57 % из) жидкий сироп сгущают в многокорпусных выпарных аппаратах под разрежением.

Очищенный густой сироп уваривают в вакуум-аппаратах до патоки с содержанием сухих веществ не менее 78 %. Патоку, вышедшую из вакуум-аппарата, во избежании нарастания цветности, охлаждают до 40-45оС в специальных холодильных устройствах.Затем патоку фасуют.

Технология пива

Пиво – игристый освежающий напиток с хмелевым ароматом и горьковатым вкусом, насыщенный СО2 , который образуется в процессе брожения. В пиве кроме воды, этилового спирта и диоксида углерода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов.

По цвету пиво делится на светлое и темное. В зависимости от вида дрожжей пиво делится на пиво низового и верхового брожения. Около 90% производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта. Их готовят из светлого пивоваренного солода. При производстве темных сортов используют специальные сорта солода (темный, карамельный и др.).

megaobuchalka.ru

Крахмальная патока

Картофельная патока

Нужно запасти:

1) железный котел, установленный на очаге, на плите или на треноге над костром на дворе усадьбы;

2) резиновую трубку аршина в два длиною и

3) материалы: крепкое купоросное масло, то есть крепкую серную кислоту, мел в порошке и немного йодной настойки. Все эти материалы должны быть наилучшего качества, чистые и без примесей.

Приготовление патоки ведется так.

В котел, поставленный на огонь, вливают воды по расчету около 23 бутылок воды на каждый фунт крахмала. К воде прибавляют кислоты по 4 золотника на 1 фунт крахмала и доводят эту воду до кипячения. В это время отвешивают сколько нужно крахмала и разводят его в чайнике водой. Воды прибавляют как раз столько, чтобы получить густое крахмальное молоко. 1 фунт по новым мерам составит 440 грамм., 4 золотника - 17 граммов.

Когда вода в котле закипит ключом, то сюда начинают лить из чайника тонкой струей крахмальное молоко. Приливать молоко перестают, как только жидкость перестанет кипеть от прибавки этого молока. Когда же жидкость опять закипит ключом, то опять начинают вливать молочко. Так поступают до тех пор, пока весь крахмал не будет влит в котел.

После этого котел накрывают крышкой и оставляют кипеть ключом 4-5 часов. Если при этом вода сильно выкипит, то следует добавить чистого кипятку. Через 4-5 часов уже начинают пробовать, превратился ли крахмал в сахар или нет.

Для этого берут в стакан немного жидкости из котла и прибавляют сюда 1 каплю йодной настойки. Если от этого жидкость станет фиолетовой или синей, значит крахмал еще не превратился в сахар. Значит, нужно еще кипятить. Когда же от йодной настойки жидкость лишь чуть пожелтеет, но не посинеет, значит, в ней крахмала уже нет больше.

После этого жидкости дают еще 1 час покипеть, а тогда снимают котел с огня и прибавляют в жидкость понемногу столько золотников мела, сколько было взято золотников кислоты и даже немного больше.

От прибавки мела жидкость сильно пенится. Ее нужно помешивать, чтобы мел хорошо соединился с кислотой. После этого жидкость успокоится, и тогда котел оставляют до следующего дня в покое, чтобы жидкость отстоялась. На другой день вы замечаете, что на дне котла осел белый осадок. Тогда жидкость осторожно сливают с этого осадка с помощью резиновой трубки. Один конец трубки опускают в жидкость (но не до осадка), а другой конец трубки берут в рот. Ртом вытягивают жидкость, а когда она дойдет до рта, опускают этот конец в подставленную ниже котла посуду. Туда и перельется вся жидкость. При этом надо следить, чтобы осадок не взмутился.

Второй вариант.

Приготовляется патока и другим способом, с помощью ячменного солода таким способом.

В большой котел или горшок вливают воды, нагретой настолько, чтобы можно было терпеть рукой, и всыпают измельченный солод. После этого ставят горшок на край плиты или у самого устья русской печи, на шестке, чтобы жидкость нагрелась на 50-60 градусов Цельсия. Тогда вливают сюда крахмал, размешанный в тепловатой воде, хорошо размешивают и оставляют горшок на топящейся печке на 7-8 часов. Притом все время нужно наблюдать градусником, опущенным в жидкость, чтобы она не нагрелась выше 60 градусов.

Сначала затор будет мутный, густой, но уже через 1/2 часа он станет светлым, как вода. Через 7-8 часов такого тихого нагревания пробуют жидкость с помощью йодной настойки. Сначала вкус жидкости будет мало-сладкий, противно тошноватый, затем исподволь появится сладость все большая и большая. К концу вкус жидкости станет приятно сладкий и только чуть-чуть напоминает вкус солода.

После этого жидкость процеживают сквозь холст, смешивают с костяным углем (1 золотник угля на 1 фунт крахмала или 4 1/3 грамма угля на 410 граммов крахмала) для уничтожения вкуса солода, размешивают, вливают в котел и уваривают уже на сильном огне, чтобы жидкость немного сгустилась.

Сгустившуюся жидкость вливают в ведро и дают отстояться от угля. Затем сливают с осадка, вливают в котел и уваривают до желаемой густоты.

Для переработки 10 фунтов крахмала нужно полтора ведра воды и 1 фунт зеленого или белого солода (или полтора фунта ярового солода). При этом из 10 фунтов крахмала получится 15 фунтов густой и сладкой патоки.

Из крахмальной патоки можно получить постный сахар. Для этого патоку вливают в котел, ставят на край плиты или у устья русской печи и на самом слабом огне уваривают так, чтобы осталось в котле немного больше половины. При этом очень важно следить, чтобы патока не пригорела.

Уваренную очень густую патоку наливают в глиняные чашки и, накрыв от мух, ставят в сухой теплой избе где-либо на полке или на полатях.

Спустя 2-3 дня вы заметите, что на дне чашек осели похожие на стекло кусочки сахара. Чтобы ускорить их выделение, полезно в каждую чашку бросить понемногу крупного сахарного песку.

Через 4-5 дней, когда весь сахар осядет, осторожно сливают из чашек жидкость, собирают со дна кусочки сахара, завертывают их в холст и отжимают под гнетом. Отжатый крупчатый сахар кладут в котелок, осторожно на слабом огне растапливают и выливают затем в деревянные ящички, в которых и дают остыть. По остужении полученные плитки сахара завертывают в бумагу и сохраняют.

Из 10 фунтов крахмала получается 5 с половиной фунтов сахара. То же и по новым мерам: из 10 кило (килограммов) крахмала выйдет 5 с половиной кило сахара.

www.edka.ru

Сахар из крахмала

В предыдущих статьях было рассказано о различных применениях кукурузного крахмала, и о той пользе, которую он приносит людям. И все же о главном мы еще не сказали. Дело в том, что самое важное и ценное использование крахмала заключается в его химической переработке и превращении в… виноградный сахар.

Каждого, кто знаком хотя бы с основами органической химии, это преобразование нисколько не удивит. Ведь и крахмал, и глюкоза (таково химическое название виноградного сахара), и другие сахара относятся к одному и тому же классу органических соединений, называемых в химии углеводами.

Вернемся, однако, к превращению крахмала. Достойно удивления, что открытие этого превращения, ставшее научной.основой всей современной крахмало-паточной промышленности, произошло в некотором роде случайно, во всяком случае вне какой-бы то ни было связи с целью получить сахар из крахмала.

Открытие патоки

Произошло это в Петербурге два столетия тому назад — в 1811 г.

В истории науки и техники нередко бывает так, что поиски и открытия в какой-нибудь одной области науки неожиданно проявляются и получают практическое значение в совершенно другой области, весьма далекой от первоначального объекта исследования.

Так случилось и на этот раз. Директор главной петербургской аптеки К. С. Кирхгоф, занимаясь опытами по производству фарфора, стал искать дешевый и доступный заменитель аравийской камеди. Перепробовав несколько различных веществ, Кирхгоф остановился на крахмале. Разбавив крахмал водой, добавив серной кислоты и нагрев эту смесь, он получил густую вязкую массу, похожую на камедь.

Кирхгоф был химик. Какой же химик удержится от соблазна попробовать на вкус добытое им новое вещество? Попробовал новое вещество и Кирхгоф. Оказалось, что полученная им искусственная камедь обладает ясно выраженным сладким вкусом. Кирхгоф сразу сообразил, что, по-видимому, часть крахмала перешла в сахар, но химизма этого перехода, равно как и роли серной кислоты в этом процессе, он объяснить тогда, конечно, не смог. За свое открытие Кирхгоф был удостоен звания действительного члена Петербургской Академии наук, а само открытие очень скоро (буквально через год) получило повсеместное практическое признание.

Крупнейший американский специалист по крахмалу Ральф Керр одну из глав своей монографии «Химия и технология крахмала» начинает такими словами: «Открытие, что сахароподобные вещества из крахмала можно получить при его обработке кислотой, принадлежит русскому химику Кирхгофу».

Как видим, полное и бесспорное признание!

В чем же суть открытия Кирхгофа? Какой процесс происходит при нагревании крахмала с минеральной кислотой?

Патока — сахар из крахмала

Зная строение молекулы крахмала, на эти вопросы можно вкратце ответить так. В присутствии кислоты как катализатора (т. е. ускорителя реакции) происходит разрыв полимерных цепочек крахмала с присоединением молекулы воды к каждому звену. Выражаясь языком химии, происходит гидролиз крахмала, то есть разложение, распад с присоединением воды. Схематически этот процесс можно себе представить так. Сначала крахмал превращается в декстрины, затем из декстринов образуется сложный (двойной) сахар — мальтоза, а уже в результате расщепления мальтозы получается две молекулы глюкозы. Вот и весь путь от крахмала до глюкозы!

Если процесс гидролиза не идет до конца, получают смесь всех трех продуктов — декстринов, мальтозы, глюкозы. Эту смесь, растворенную в небольшом количестве воды, принято называть патокой, это и есть именно тот сахар из крахмала.

Патока широко применяется в кондитерской промышленности— без нее нельзя сварить карамель и помаду, приготовить варенье. Роль патоки заключается прежде всего в том, что она препятствует кристаллизации свекловичного сахара. Вот почему монпансье и леденцы прозрачны, а варенье, сваренное с применением патоки, не засахаривается. Но патока вместе с тем обладает и высокой питательной ценностью и нежным приятным вкусом. Она как бы смягчает слишком острый приторный вкус свекловичного сахара (сахарозы).

Разные сахара обладают разной сладостью. Если четыре наиболее распространенных сахара (сахарозу, мальтозу, фруктозу и глюкозу) расположить по степени убывающей сладости, то получится такой ряд: фруктоза— сахароза — глюкоза — мальтоза. По отношению к сладости сахарозы сладость глюкозы принимается равной примерно 0,6.

libtime.ru

способ получения патоки из крахмала - патент РФ 2421525

Изобретение относится к технологии получения сахаросодержащих продуктов. Способ получения патоки из крахмала включает приготовление крахмальной суспензии при перемешивании, нагревание, разжижение крахмальной суспензии, кавитационную обработку с нагреванием суспензии, разжижение крахмальной суспензии под действием ферментного препарата, охлаждение разжиженного крахмала до температуры осахаривания, обработку жидкого продукта осахаривающим ферментным препаратом в газовихревом биореакторе при перемешивании путем формирования над поверхностью крахмальной суспензии вихревого движения аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, очистку полученного продукта и его уваривание. Приготовление крахмальной суспензии, ее нагревание и разжижение при перемешивании осуществляют в кавитационном аппарате с обеспечением кавитационного воздействия на обрабатываемый продукт и подвода к нему энергии не менее 9,0±0,5 кДж/моль, необходимой для эрозии крахмальных гранул. Суспензию крахмала обрабатывают в кавитационном аппарате в течение 2-4 часов. В качестве ферментного препарата, разжижающего суспензию крахмала, может быть использована альфа-амилаза или амилосубтилин в количестве 1,0-1,5 г на 1 кг крахмала с активностью 1500 ЕА в 1 г фермента. В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата может быть использована глюкоамилаза или -амилаза в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, и осахаривание продукта может быть осуществлено в течение 25-30 часов. Это обеспечивает сокращение цикла получения патоки из крахмала за счет более высокой степени дезагрегации гранул крахмала в кавитаторе, лучший контакт ферментов с крахмалом и более интенсивный ферментативный гидролиз крахмала. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Известен способ получения патоки из крахмала, реализованный в описании устройства по авторскому свидетельству SU № 488861, С13К 1/06, опубл. 25.10.1975. Способ включает приготовление крахмального молочка из пищевого крахмала в подготовительном реакторе при одновременном перемешивании механической мешалкой, подачу в подготовительный реактор ферментного препарата альфа-амилазы, нагрев смеси до температуры декстринизации крахмала и выдерживание смеси при перемешивании до окончания процесса разжижения крахмала, перемещение продукта в основной реактор охлаждение продукта до температуры осахаривания крахмала, введение ферментного препарата глюкоамилазы и проведение процесса осахаривания крахмала при данной температуре при постоянном перемешивании механической мешалкой в основном реакторе в течение времени, достаточного для завершения процесса ферментативного гидролиза крахмала, с последующим удалением из полученного продукта остатков реагентов путем перемещения продукта в ультрафильтрационный аппарат.

Известен способ получения крахмальной патоки (RU № 2061048, С13К 1/04, опубл. 27.05.1996 г.), включающий подачу в варочный котел водного раствора серной кислоты и доведения до кипения. После чего приводится в действие вибрационно-акустическая насадка, которая создает вибрационное перемешивание раствора с интенсивностью вибрации от 0,8 до 1,2 кВт/м2. Затем в котел подается подкисленная серной кислотой водная суспензия крахмала. Происходит заваривание крахмала с последующим кипячением образовавшегося растворимого крахмала. После нейтрализации серной кислоты и упаривания патоки открывают запорный вентиль и осуществляют откачку готового продукта. Вибрационная насадка функционирует во время всего процесса изготовления крахмальной патоки, обеспечивая перемешивание раствора внутри котла. Это обусловлено тем, что из-за разницы гидравлических сопротивлений при диффузорном и конфузорном истечении раствора через конические отверстия при вибрации тарелки между ее поверхностями возникает перепад давлений (при истечении жидкости через сужающееся отверстие гидравлическое сопротивление выше, чем при истечении жидкости через расширяющееся отверстие), который приводит к возникновению циркуляции раствора и наряду с вибрационным полем обеспечивает его интенсивное перемешивание.

Известен способ получения кормовой патоки из зерна, включающий предварительное измельчение зерна до размеров 2-4 мм, дробное введение его в воду при перемешивании в соотношении 1:2 при температуре воды 35-40°С, подачу в кавитатор, после подачи половинного количества зерна в кавитатор подается комплекс ферментов: -амилазы бактериальной 1,0-1,5 ед/г крахмала и ксиланазы 1-2 ед/г целлюлозы. При кавитации поддерживается температура реакционной массы 43-50°С и рН 6,2-6,4, а дальнейшее осахаривание полученной смеси проводят глюкаваморином ГЗХ из расчета 3 ед/г крахмала при температуре 55-58°С и рН 5,5-6,0 (RU № 2265364, А23К 1/00, С13К 6/00, опубл. 10.12.2005 г.).

В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или -амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, а осахаривание продукта осуществляют в течение 25-30 часов.

Способ осуществляют следующим образом.

- гидродинамическими;

- акустическими;

Далее жидкий продукт перемещают из кавитационного аппарата в газовихревой биореактор, где продукт осахаривают ферментным препаратом. В качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или -амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента. В газовихревом биореакторе формируют над поверхностью крахмальной суспензии вихревое движение аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией, составляющим 1000-2200 Па, вследствие чего суспензия крахмала перемешивается без застойных зон и равномерно осахаривается в течение 25-30 часов. Полученный продукт очищают и уваривают.

Ниже приведены примеры 1 и 2 конкретного выполнения способа.

Пример 1. В кавитационную емкость объемом 100 л вносят 70 л воды и доводят рН водной среды до 5,0. Включают кавитационный аппарат, обрабатывают воду в течение 3 минут и порциями вносят кукурузный крахмал в количестве 30 кг. Далее в реакционную массу вносят 45 г альфа-амилазы с активностью 1500 ЕА/г и обрабатывают массу в кавитаторе в течение 2,5 часов с подводом энергии 9,0±0,5 кДж/моль для разрыва связей в набухших крахмальных гранулах и ускорения их эрозии. В процессе кавитационной обработки водно-крахмальной суспензии идет эрозия крахмальных гранул с одновременным саморазогреванием водно-крахмальной суспензии до 85°С. Далее реакционную массу охлаждают до 65°С и перемещают в газовихревой реактор. Для получения патоки из крахмала используют конструкцию реактора с газовихревым перемешиванием, который описан в патенте РФ № 2283349, МПК С13К 1/06, опубл. 10.09.2006 г. Устанавливают необходимое число оборотов лопастного колеса реактора, при вращении которого над поверхностью крахмальной суспензии создается разрежение в приосевой зоне емкости и повышенное давление на периферии этой емкости. Под действием перепада давления между периферией и приосевой зоной газовой полости над поверхностью жидкости формируется закрученный поток аэрирующего газа с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости и осевым противотоком в приосевой зоне, который генерирует в жидкости аналогичное турбулентное вращательное движение с интенсивным перемешиванием вдоль оси емкости. При поддерживании перепада давления между периферией и центром воздушного вихря в пределах от 1000 до 2200 Па обеспечивается наиболее полное взаимодействие крахмала с ферментами. В реактор добавляют 24 г глюкоамилазы с активностью 5000 ЕА/г. Стадию осахаривания проводят при температуре 65°С в течение 25 часов.

Далее реакционную массу охлаждают до 65°С и перемещают в газовихревой реактор.

В реактор добавляют 35 г -амилазы с активностью 5000 ЕА/г. Стадию осахаривания проводят при температуре 65°С в течение 30 часов при интенсивном газовихревом перемешивании, как в примере 1.

Процесс контролируется по содержанию редуцирующих веществ. Для этого отбирают пробу гидролизата, нагревают до кипения с целью инактивации фермента, фильтруют и в фильтрате определяют редуцирующие вещества методом Лейна-Эйнона или методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Осахаривание считается законченным, когда содержание сахаров превышает 98% от количества внесенного крахмала при двойном ферментативном гидролизе.

Таблица
Сравнительные технологические характеристики
№ пп	Наименование способа получения патоки из крахмала	Время гидролиза крахмала, час	Содержание целевого продукта в патоке, %
1	Заявляемый способ получения глюкозной патоки по примеру 1	27,5	98,7 глюкоза
2	Заявляемый способ получения мальтозной патоки по примеру 2	33,5	56,0 мальтоза, остальное глюкоза
3	Способ-прототип получения глюкозной патоки	53,45-54,03	97,84-98,38 глюкоза

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве осахаривающего крахмальную суспензию ферментного препарата используют глюкоамилазу или -амилазу в количестве 0,7-1,0 г на 1 кг крахмала с активностью 5000 ЕА в 1 г фермента, и осахаривание продукта осуществляют в течение 25-30 ч.

www.freepatent.ru

как приготовить в домашних условиях патоку ?

Патока: приготовление кустарным способом

В качестве главного источником сырья для изготовления крахмала и крахмалосодержащих продуктов используются кукурузное зерно и клубни картофеля. Процесс переработки зерен считается более эффективным, нежели переработка картофеля, поскольку затраты на выработку крахмала и крахмальной патоки могут быть возмещены за счет не менее ценных побочных продуктов (сухой корм, кукурузное масло и экстракты кукурузы, сухая клейковина и т. д.) . Крахмал широко применяется для изготовления патоки, т. к. она является основным ингредиентом для всевозможных кондитерских изделий. Как и крахмал кукурузный, ее можно приготовить в домашних условиях. Сладкая патока, где главным компонентом является ячменный солод, готовится следующим образом.

В котел или горшок большого размера вливается вода, нагретая до температуры около 40-45 0С (такая, чтобы выдерживать температуру рукой) , и засыпается измельченный солод. Посуда с содержимым ставится на край плиты (на шестке у устья печи) . Как только жидкость достигла температуры в 50-60 0С, в нее вливается размешанный в теплой воде крахмал. В течение 7-8 часов с помощью градусника необходимо проверять температуру нагревания томящейся на плите (печке) жидкости (она не должна превышать отметку выше 60 0С) .

Вначале затор густой консистенции будет мутного цвета, но, уже через полчаса, произойдет его разрежение и заметное осветление. Примерно через 7-8 часов «тихого» нагревания жидкости необходимо попробовать содержимое котла с помощью настойки йода. Всего капли йода достаточно для небольшого количества отобранной жидкости для того, чтобы понять степень готовности продукта. Синеватое окрашивание свидетельствует о наличии крахмала, а легкое пожелтение – о том, что он полностью отсутствует. Если определять на вкус, то следует обратить внимание на сладость жидкости. Вначале она будет слегка тошнотворной, а после сладость станет прибавляться с каждой минутой. В конце концов, по достижении приятного вкуса сладости, слегка напоминающего привкус солода, жидкость следует процедить через холст. Смешивание с костяным углем позволит полностью уничтожить присутствие вкуса солода.

Дальнейшее приготовление выполняется размешиванием и увариванием полученного состава в том же котле для сгущения жидкости. Приготовленную жидкость отстаивают от угля, который, в виде осадка, оседает на дно, а после вливают обратно в котел и уваривают до требуемой густоты.

Из 10 фунтов крахмала, 1 фунта белого (зеленого) солода, растворенных в полутора ведрах воды, получается сладкая патока густой консистенции в объеме 15 фунтов.

Приготовление патоки

Патоку можно готовить из различных плодов и ягод. Так, из яблок и груш в Крыму готовят патоку двух сортов: более жидкую, называемую экши, и более густую, называемую бекмез. Из винограда на Кавказе готовят тоже патоку, называемую мусалес. Наконец, патоку можно готовить из всевозможных сочных ягод. В особенности пригодны для этого: смородина, крыжовник, морошка и другие. Приготовление морковной патоки

Морковь тщательно промывают, затем варят или лучше парят в закрытом котелке, пока она не сделается совершенно мягкой. Затем ее толкут деревянным пестом в корыте и обращают в мезгу. Мезгу складывают в холщевый мешок и кладут под сильный гнет, чтобы отжался весь сок. Приготовление свекловичной патоки

Ее приготовляют из белой сахарной свекловицы. Хорошо вымытые корни свеклы (лучше сахарной, так как она больше содержит в себе сахара) перетираются на обыкновенной терке в мезгу. Затем на каждое ведро мезги добавляют ведро воды для лучшего отжимания сока, размешивают как следует и отжимают сквозь чистый холст при помощи гнета или какого-либо самодельного пресса. Отжатый сок сливается в горшок, чугун или кастрюлю, ставится в печь для вываривания до тех пор, пока сок не загустеет и по густоте будет напоминать патоку.

sprashivalka.com