CC BY
35
ПЕРЕРАБОТКА
УДК 664.2 (075.8)
выделение крахмала из зерна тритикале на центробежном конусном сите
В.Г. КОСТЕНКО, кандидат технических наук, зав. отделом
Н. Р. АНДРЕЕВ, член-корреспондент РАН, директор
Л.В. КРИВЦУН, кандидат технических наук, зав. лабораторией
Е.А. ЛАДЫГИНА, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Л.П. НОСОВСКАЯ, ведущий научный сотрудник Л.В. АДИКАЕВА, старший научный сотрудник ВНИИ крахмалопродуктов, ул. Некрасова, 11, п. Красково, Московская обл., 140051, Россия Е-таН: [email protected]
Резюме. Тритикале характеризуется высокой урожайностью и содержанием крахмала в зерне. Мы исследовали возможность получения крахмала из продукции этой культуры с использованием центробежного конусного сита. При первой операции - разделении кашки концентрацией сухого вещества 16-28% с фильтратом выделяется 70,8-81,3% от массы кашки. В нём содержится 12,0-25,5% сухих веществ (с.в.), в зависимости от их концентрации в обрабатываемой кашке. С осадком уходит 17,6-23,8% кашки. Осадок разбавляют водой до 10-12% с.в. и полученную суспензию мезги направляют на первое промывание. При этой операции образуется 62,270,5% фильтрата от массы подаваемой на сито суспензии. По мере выделения крахмала из мезги подвижность суспензии снижается, поэтому при второй промывке мезги её разбавляют водой до содержания сухих веществ 6-8%. При обработке такой суспензии на центробежном сите фильтрата выделяется, как и при первой промывке, 61,7-70,0% от массы подаваемой суспензии. При таком распределении продуктов при разделении кашки с фильтратом выделяется 72,9-79,9% крахмала, при первой промывке мезги - 6,4-11,0%, при второй - 0,8-2,4%, а всего 82,1-88,4% крахмала от свободного, содержащегося в кашке.
Ключевые слова: крахмал, мезга, выделение крахмала, промывка мезги, фильтрат, осадок, сито.
Для цитирования: Выделение крахмала из зерна тритикале на центробежном конусном сите/В.Г. Костенко, Н.Р. Андреев, Л.В. Кривцун, Е.А. Ладыгина, Л.П. Носовская, Л.В. Адикаева// Достижения науки и техники АПК. 2014. Т.28. №12. С. 70-71.
Основным сырьем для производства крахмала сегодня служит кукуруза. Однако объем производства ее зерна в России недостаточен. Местное крахмалсо-держащее сырье (рожь, пшеница) содержит меньше крахмала и больше белка, так как селекция была направлена на создание сортов, предназначенных для изготовления хлебобулочных и кондитерских изделий.
Один из перспективных видов крахмалсодержа-щего сырья - тритикале. По строению зерновки, морфологии и химическому составу оно похоже на зерно других хлебных злаков, но, в отличие от ржи и пшеницы, характеризуется повышенным содержанием крахмала (до 70%). Во ВНИИ крахмалопродуктов ведутся работы по оценке разных сортов тритикале на пригодность для ис-
пользования в качестве сырья при производстве крахмала [1-4].
Цель наших исследований определить возможность переработки зерна тритикале с использованием центробежного конусного сита.
Условия, материалы и методы. Для постановки эксперимента 2,2 кг зерна тритикале сорта Консул замачивали, имитируя производственные условия, в 0,4 %-ном растворе пиросульфита натрия в течение 36 ч при 500С. Замочную воду сливали, зерно измельчали на лабораторной терочной машине. Получали кашку, содержащую 38,5% сухого вещества (с.в.), 68,0% общего крахмала. Затем отбирали пробы по 520 г (200 г абсолютно сухого вещества), разбавляли водой до содержания сухих веществ 16-28% и обрабатывали на конусном центробежном сите, имеющем щели размером 2 х 0,1 мм. Каждая проба содержала 136 г общего и 130,1 г свободного крахмала. В процессе разделения получали фильтрат, содержащий растворимые вещества, свободный крахмал и белковые вещества.
Содержание с.в. определяли по методикам, принятым в крахмалопаточной промышленности [5], на приборе ПСЛ-180 и высушиванием при 130 0С в течение 40 мин., с.в. жидких продуктов - рефрактометрически, содержание крахмала - поляриметрическим методом, проводя поляризацию гидролизатов крахмала на поляриметре ро1а^готк N^8.
результаты и обсуждение. Распределение продуктов по массе выделяемого крахмала, содержанию с.в. фильтрата и влажности осадка в нашем опыте были совсем иные, чем на центробежных ситах типа БСС, БСК, ЦЛС и дуговых ситах [6, 7]. Так, на лабораторном конусном сите при высокой концентрации исходной кашки в фильтрат уходит, в зависимости от сухого вещества кашки, 70,8-81,3% массы исходного продукта (см. табл. 1). Это достигается благодаря увеличенному углу конуса ротора и использованию щелевой металлической сетки, что способствует увеличению обезвоживания осадка, по сравнению с другими ситами. При этом фильтрат, в зависимости от массовой доли с.в. кашки, содержит 12,0-25,5% с.в.
Осадок, полученный после разделения кашки, еще включает небольшое количество крахмала и белковых
Таблица. распределение фильтрата по массе при разделении кашки и промывке мезги тритикале с разным содержанием сухих веществ на конусном сите
Показатель Содержание сухого вещества в кашке, %
16 20 22 24 26 28
Выделено фильтрата от исходного продукта, % 81,3 75,2 77,0 73,2 70,8 73,5
Содержание сухого вещества в фильтрате, % 12 17 17,5 21,5 23,0 25,5
Содержание сухого вещества в суспензии
1-й промывки, % 12 10 10 10 10 10
Массовая доля фильтрата 1-й промывки, % 62,2 70,5 66,8 69,9 67,6 66,3
Содержание сухого вещества в фильтрате
1-й промывки, % 5,5 5,3 4,0 3,5 3,0 3,0
Содержание сухого вещества в суспензии
2-й промывки, % 8,0 6,0 6,5 6,5 6,5 6,0
Массовая доля фильтрата, % 67,5 68,0 70,0 68,8 66,4 61,7
Содержание сухого вещества в фильтрате
2-й промывки, % 1,8 2,0 - - - 1,5
ПЕРЕРАБОТКА
веществ. Его разбавляли до концентрации 10-12% и обрабатывали на том же сите, осуществляя первое промывание мезги. После этого была выделена суспензия, содержащая 3,0-3,5% сухих веществ. То есть основная масса сухого вещества и крахмала выделяется уже при разделении кашки.
Полученный при первой промывке осадок разбавляли до концентрации 6-8% и промывали во второй раз. При этом фильтрат содержал 1,5-2,0% с.в.
Такое распределение продуктов с выводом большого количества фильтрата при разделении кашки и промывании мезги позволяет выделить и соответствующее количество крахмало-белкового продукта (рис.1).
- ьь. 5,
щ 2 ■2,1 ■2,3 >д и1,7 1 1 Во, 7
1Ь 18 20 22 24 26 28
Содержание с.в. кашки, %
Рис. 1. Влияниесодержанияс.в. кашки на массовую долю выделенного крахмало-белкового продукта, %: П - разделение; ■ - 1 промывка; - 2 промывка.
С увеличением концентрации кашки количество выделяемого крахмало-белкового продукта снижается, но увеличивается массовая доля с.в. в суспензии (см. табл.). В ней содержится в основном крахмал, белковые и растворимые вещества.
Основное количество крахмала выделяется при разделении кашки. Так, при ее концентрации 16% вы-
100
90 м
80 70 60 50 40 30 20 10 ffl 0,8
сГ
О е£
га ю
и <J га
5
79,9 79 77,9 77,3 75,9 73,7 72,9
16 18 20 22 24 26 28
Содержание с.в. кашки, %
Рис. 2. Влияние массовой доли сухих веществ кашки на выделение из неё свободного крахмала, %: П - разделение; ■ - 1 промывка; - 2 промывка.
деляется 79,9% свободного крахмала. С увеличением концентрации кашки до 28% величина этого показателя снижается до 72,9% (рис. 2).
При первом промывании мезги концентрацией 1012% выделено 6,4-11,0% крахмала. При этом больше крахмала выделяется из тех осадков, в которых при разделении кашки его оставалось больше. После второго промывания мезги выделяется еще 0,8-2,4% крахмала, а всего величина этого показателя в зависимости от концентрации исходной кашки составляет 82,1-88,4%.
выводы. На конусном фильтрующем сите, оснащённом щелевой металлической сеткой, при разделении кашки выделяется 70,8-81,3% фильтрата, содержащего 12,0-25,5% сухих веществ и 72,9-79,9% свободного крахмала, что больше, чем на ситах БСС, БСК, ЦЛС. При первой промывке мезги выделяется ещё 6,4-11,0%, при второй - 0,8-2,4% свободного крахмала, содержащегося в кашке. Всего в зависимости от массовой доли с.в. суспензий кашки и мезги величина этого показателя достигает 82,1-88,4%.
Литература.
1. Андреев Н. Р., Филиппова Н.И., Носовская Л.П. Зерно тритикале - перспективное зерно для получения крахмала // Тез. докл. «XII Междунар. конференция по крахмалу». М., 2009. С. 82
2. Пат. 2415872 РФ, С08В 30/00. Способ производства крахмала / Н.Р. Андреев, Н.И. Филиппова и др. - № 2009148433/13, заявл. 28.12.2009; опубл. 10.04. 2011. Бюл. изобр. №10
3. Носовская Л.П, Бородина З.М., Адикаева Л.В. Применение биотехно-логических способов извлечения крахмала из зерна тритикале// Тез. докл. Всеросс. науч.-практ. конф. «Научно-инновационные аспекты при создании продуктов здорового питания». Углич, 2012. С. 22-24.
4. Андреев Н. Р., Носовская Л. П., Адикаева Л.В. О разработке исходных требований для селекции высококрахмалистых со -ртов и гибридов тритикале на основе их технологической оценки//Матер. Всеросс. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы повышения конкурентоспособности сырья и пищевых продуктов в условиях ВТО». Углич, 2013. С. 28-31.
5. Трегубов Н.Н., Костенко В.Г. Технохимический контроль крахмалопаточого производства. М.: ВО «Агропромиздат», 1991. 271 с.
6. Костенко В.Г., Овчинников А.Е., Горбатов В.М. Производство крахмала. М.: Пищевая промышленность, 1975. 207 с.
7. Андреев Н.Р. Основы производства нативных крахмалов. М.: Пищепромиздат, 2001. 282 с.
extraction of starch from triticale grain at centrifugal conical sieve
V.G. Kostenko, N.R. Andreev, L.V. Krivtsun, E.A. Ladygina, L.p. Nosovskaya, L.V. Adikaeva
All-Russian Research Institute for Starch Products, Nekrasova Str., 11, Kraskovo, Moscow region, 140051, Russia Summary. Triticale has high yield and starch content. We investigated the possibility to extract starch from triticale grain using centrifugal conical sieve. It has been established that during first operation - separation of slurry with concentration of 16-28% with filtrate it was extracted 70,8-81,3% of mass share from slurry mass. It contains 12-25,5% of dry substances (DS) depending on their content in processed slurry. From 17,6 to 23,8% of mass share of slurry was gone with the sediment. The sediment was diluted by water to DS content of 10-12% and suspension of fiber is fed to first washing. At that operation 62,2-70,5% of filtrate to mass of fed to sieve suspension was formed. By the extraction of starch from fiber the fluidity deteriorates, therefore at second washing of fiber it is necessary to dilute it to DS content 6-8%. At treatment of such suspension at centrifugal sieve it was extracted 61,7-70% of mass fed to sieve suspension fiber, as at first washing. At such distribution of products at separation of slurry and washing of fiber with filtrate it was extracted 72,9-79,9% of starch from free starch containing in slurry. At first washing of fiber - 6,4-11,0%, as second washing -0,8-2,4%, and total - 80,1-93,3%.
Keywords: starch, fiber, extraction of starch, fiber washing, filtrate, sediment, sieve.
Author Details: V.G. Kostenko, Cand. Tecn. Sci., Head of Division (e-mail: [email protected]); N.R. Andreev, Dr. Techn. Sci, Corresponding Member RAS, Director; L.V. Krivtsun, Cand. Tecn. Sci., Head of Laboratory; E.A. Ladygina, Cand. Biol. Sci., Senior Researcher; L.P. Nosovskaya, Leading Researcher, L.V. Adikaeva, Senior Researcher.
For citation: Kostenko V.G., Andreev N.R., Krivtsun L.V., Ladygina E.A., Nosovskaya L.P., Adikaeva L.V. Extraction of starch from triticale grain at centrifugal conical sieve. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2014. T.28. №12. pp. 70-71 (In Russ)
