Производство картофельного крахмала в России не пользуется большой популярностью. Местных производителей достаточно мало. Они объясняют не популярность такого типа предпринимательства тем, что затраты на установку производственной линии довольно высокие, а окупаемость не быстрая. В результате есть риски оказаться без клиентов. Поэтому многие закупщики приобретают такой вид продукции в странах СНГ, считая, что это даже дешевле чем держать собственный мини цех. Однако данное мнение не является действительным. По факту производство довольно рентабельное, а сама техника необходимая для производства может быть приобретена не западного типа, а отечественного. Она по качеству практически не уступает и имеет достаточные мощности для стабильного массового производства.
Дополнительно если не хочется рисковать сразу со старта, всегда можно взять оборудование в лизинг. Производственный процесс даже на большой объём не требует наличия большого количество специалистов. В основном нужны машинисты и фасовщики-грузчики. Поэтому и заработные платы не ударят сильно по бюджету.
Последний их аргумент «не большой спрос» будет рассмотрен далее.
Мини-завод по производству крахмала, а также патоки будет рентабелен только потому, что практически нет конкуренции. Достаточно мало производств по стране различного масштаба. Производство такого типа продукции может входить в другое. К примеру, мелкодисперсных специй, но и там ему не уделяется должное внимание, и продукт продаётся благодаря продвижению в крупных федеральных сетях под собственным брендом.
Полный цикл производства небольшой и не требует много затрат. Само сырьё и технология получения крахмала, а также при помощи реакции гидролиза из того же сырья патоки не стоит больших денег. Преимущество, которое сразу же создаст спрос - это время.
Логистика в любом производстве является важным элементом. Даже если товар с виду не востребован, это не значит, что он не участвует как составляющая единица в составе трудного продукта или производства. Именно здесь можно сделать основной акцент.
Крахмал и патока, универсальные продукты, которые к удивлению многих не является активно продвигаемым в розничном обороте. Пакета такого продукта одной хозяйке порой хватает до нескольких месяцев, а может и полугода из-за небольшого расхода в применяемых рецептах.
А что же касается крупных производств, где используются такие ингредиенты как патока и крахмал? Здесь необходимо отметить такие переменные:
Именно они важны крупному производителю. Получается, что и спрос на такой продукт в крупной оптовой поставке тоже есть. Многие производители, которые используются такие ингредиенты как патока и крахмал в создании своих продуктов сегодня заказывают их из Средней Азии, так как местный производитель либо не имеет специализированного производства, либо производит небольшие объемы, боясь излишков, которые он не сможет реализовать.
Если это учесть и в согласии с такими крупными игроками на рынке, которым постоянно требуется крахмал как ингредиент для изготовления собственного продукта, установить мини завод постоянно производящий только такое сырьё, все затраты при контрактах на поставку быстро окупятся.
Крахмало-паточное производство удобно совмещать в один цикл, потому что до этапа гидролиза процесс обработки и переработки основного сырья является единым. Далее следует установить дополнительно автоклав, необходимый для гидролизации кашицы и создания загустевшей сладкой массы.
Получается, что из одного сорта картофеля, кукурузы или пшеницы можно получить сразу 2 продукта, что также является в плане производства достаточно выгодным.
Важным является момент, касающийся самого сырье. Обрабатываться могут для получения крахмала различные сорта и культуры. Стоит учесть, что они растут определённый сезон и для того чтобы поставки были налаженными необходимо рассчитывать и запасы по каждому сорту.
Для удобства лучше помимо основного производственного помещения иметь большой склад, разделённый по секторам с утеплением. Он будет необходим для того чтобы в нужны момент использовать заложенные ресурсы для производства патоки и крахмала даже уже после окончания сбора урожая.
Таких накоплений хватит минимум на 6 месяцев, пока не наступит новый сезон.
Само помещение должно отвечать требования санэпиднадзора. В основном лучше делать акцент на 1-2 сорт качества, который являются высшими, так как именно они участвуют в других составах при приготовлении определённых продуктов.
В результате помещение должно пройти специальную обработку и внутри полная изоляция, чтобы не могли проникнуть мелкие грызуны ин насекомые. В период отгрузки просушенного крахмала в воздухе будет стоять большой столб пыли. Для этого должны работать промышленные вытяжки с мелкодисперсными ячейками и фильтрами, чтобы был постоянный приток свежего воздуха. Соответственно и работники, стоящие на отгрузке должны иметь все средства защиты, чтобы уберечь слизистую и легкие от раздражения. Для этого нужны маски респираторы и очки.
Любое пищевое производство должно быть всегда чистым. Поэтому оборка - это важный элемент. Она должна проводиться за час до начала работы и сразу после её окончания.
Купить оборудование для производства крахмала можно разной стоимости. Как уже было отмечено вначале статьи, здесь предприниматель сам решает, сколько необходимо заложить в будущий производственный цех. Делать многомиллионные амбициозные проекты также не стоит. Важно правила для таких производств заключатся в том, что чем дороже техника, тем дороже её обслуживание.
Цена оборудования для крахмального производства в составе уже готовой линии не должна превышать 3.5- 4 миллионов рублей. Сюда должны входить следующие элементы:
Для производства патоки также потребуется автоклав, цистерны и дозатор для разлива готового продукта по металлическим либо пластиковым тарам.
Растительный крахмал получается не сложным, но продолжительным процессом. Поэтому необходимо разбить всё производство на этапы. Производственная линия может быть разделена на циклы. Не обязательно чтобы между всеми станками находилась конвейерная линия или дополнительные приводы для перемещения сырья.
Главное выстроить сам технологический процесс изготовление крахмала. Для этого необходимо разделить всё помещение под секторы, где будет находиться каждый цикл обработки и производства сырья. Линия производства крахмала должна быть удобна для транспортировки тары сырьём от одного оборудования до другого. Для этого можно использоваться пневматические тележки или погрузчики.
Технология производства крахмала заключается в следующем:
Это вся технологическая схема. Как видно она не требуется особых технических знаний и инженерных решений. производство крахмала и патоки полуавтоматическое. Каждый процесс контролируется человеком по отдельности.
Производство крахмала из кукурузы будет таким же. Если же нужно изготовить патоку, то этот процесс расширяется до следующего:
Важно учесть, что такой процесс должен быть составлен технологом. Так как там есть работа с химическими реагентами и нагревательными элементами. Все действия должны быть чётко распределены.
Сегодня в России распространено:
Ниша, которая практически не занята, это пшеничный крахмал. Распространенный в Европе, он только недавно стал активно применяться в различных сферах в стране. Производство модифицированных крахмалов также не развито, но туту есть объективные причины. Сама технология отличается и требует больших затрат. Кроме этого на обработку и производство таких составов сырья потребуется специальные разрешения, которые в соответствии с действующим законодательством отсутствуют в данный момент.
Картофельный крахмал, как и кукурузный крахмал, требует постоянного доступа к сырью, размещать его в городе не будет целесообразно. Связанно это с тем, что сырьё необходимо очень часто завозить. Основными производителями являются фермеры. Именно у них можно закупить качественную продукцию по низкой цене. Дополнительно уберутся расходы, связанные с доставкой картофеля и кукурузы.
Производство пшеничного крахмала также можно разместить за городом. Кроме этого можно использовать местные склады для хранения, которые уже оборудованы для размещения большой массы продукта. Виды крахмала уже готового стоит хранить разделено. Для этого склад должен быть разделён на секторы и нему должен быть свободный доступ большегрузного транспорта.
Пищевой крахмал для производителя не обходится в плане производства в большую стоимость. Себестоимость низкая, как и затраты на его хранение.
Продажа крахмала изначально должна быть сформирована именно в оптовом направлении. Только так производство можно развить и получить стабильную прибыль. Розничные поставки не дадут нужного эффекта, так как крупные бренды сами выдвигают свои виды такого продукта на рынки.
При нескольких постоянных и крупных контрактах и расширением собственного ассортимента, при стартовых затратах до 3-4 миллионов рублей окупить такой бизнес можно за 2-2.5 года. Если будет задействовано производство крахмала из пшеницы, а также патоки, такие сроки сокращаются 1.5 лет, так как такая продукция стала пользоваться активным спросом, который только растёт.
В течение всего прошлого сезона, когда картофеля в России было не просто много, а очень много, в средствах массовой информации неоднократно мелькали сообщения о том, что аграрии во многом сами виноваты, что понесли убытки: знали, что продукции будет больше обычного, но не подготовились. Могли бы, как минимум, приобрести оборудование и пустить эту картошку на крахмал. Действительно, в 2015 году страна закупила почти 18 тыс. тонн нативного картофельного крахмала (по данным Ассоциации российских производителей крахмалопаточной продукции «Роскрахмалпатока»), при этом в России выпуск данного продукта уменьшился. И эта тенденция к сокращению остается устойчивой уже в течение нескольких лет.
Немного истории
Крахмал (а история отрасли начиналась именно с картофельного крахмала) в промышленных масштабах в России начали выпускать более ста лет назад. Для его получения картошку терли целыми деревнями. Средняя артель за год производила порядка 25 тонн крахмала. Таких производств в начале XX столетия насчитывалось более тысячи. Большая часть товара приобреталась текстильными фабриками Морозова и Мамонтова.
Крупные заводы по производству крахмала появились к 30-м годам прошлого века. И вплоть до 90-х отрасль активно развивалась, обеспечивая потребности пищевой, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической, химической и нефтегазовой промышленности.
Годы перестройки стали тяжелым испытанием для производителей картофельного крахмала: в 1993 году были отменены дотации на приобретение сырья (закупочная цена картофеля в советские годы составляла 10 копеек за кг, из них 4 копейки выплачивало государство); широко открылись границы для зарубежных конкурентов.
В результате из 50 советских картофелекрахмальных заводов осталось не более 10, а постоянно действующих и того меньше - около пяти. Годовое производство картофельного крахмала в России по сравнению с 1990 годом сократилось с 50 до 5-8 тыс.тонн.
С 1995 года большинство предприятий сменили форму собственности с государственной на частную. Приток инвестиций позволил некоторым из них провести реконструкцию и начать выход из кризиса, но и сегодня положение с производством картофельного крахмала в стране остается весьма сложным.
Олег Радин, президент Ассоциации российских производителей крахмалопаточной продукции «Роскрахмалпатока»
- Ситуацию с производством картофельного крахмала в России трудно назвать радужной. В прошлом году в стране было переработано около 30 тыс. тонн картофеля, но по данным НИИ крахмалопродуктов, сейчас динамика падает. Основная причина - крупнейший отечественный производитель картофельного крахмала (ранее поставлявший до 500 тонн продукции в сутки) - «Климовский крахмал» - на данный момент проходит процедуру банкротства.
Если в странах Европейского Союза в структуре сырья объемы переработки кукурузы, пшеницы и картофеля примерно равны (3035%), то в России доля переработки картофеля к общему объему перерабатываемого сырья составляет лишь 5,0-6,5%.
Дмитрий Лукин, директор ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов (ФГБНУ ВНИИК)
- Производственные мощности по выработке картофельного крахмала действуют только в Брянской, Нижегородской, Орловской, Липецкой областях, республиках Мордовия и Чувашия. Основными производителями картофельного крахмала являются: ООО Предприятие «Чувашъенкрахмал» (Республика Чувашия); ООО «Мглинский крахмал» (Брянская область), ООО «Сырятинский крахмал» (Нижегородская обл.).
Что же сегодня мешает развитию отрасли? Почему наши заводы уступают рынок зарубежным производителям?
ПРОБЛЕМЫ ОТРАСЛИ. Сырье.
В первую очередь эксперты говорят об отсутствии в стране рентабельной сырьевой базы: картофель на переработку поступает низкого качества, не всегда в нужном объеме (как правило, поставки идут с сентября по март- апрель, далее содержание крахмала в картофеле уменьшается, что снижает экономичность его переработки) и по довольно высокой цене.
Дмитрий Лукин
- Особое внимание хотелось бы обратить на низкое качество перерабатываемого картофеля, в основном, по содержанию крахмала. Эффективность технологии переработки картофеля на крахмал обеспечивается при использовании клубней с крахмалистостью не менее 19% (в этом случае для производства одной тонны крахмала требуется не более пяти тонн сырья).
Расчет экономической эффективности производства крахмала из картофеля мощностью 25 тонн в сутки показал, что при указанной степени крахмалистости срок окупаемости капитальных затрат составит 2,2 года.
Олег Радин, президент Ассоциации российских производителей
крахмалопаточной продукции «Роскрахмалпатока»
- Наладить производство можно только при наличии больших объемов дешевого и качественного (содержание крахмала не менее 19-20%) сырья. При этом стоимость качественного картофеля не должна быть выше 6 тыс. рублей за тонну, иначе цена готовой продукции будет непомерно высока. Сырья с такими характеристиками в стране немного.
Вместе с тем, исходя из динамики цен на картофель, можно наблюдать, что российский устойчиво дороже европейского. За 2010 - 2014 гг. средняя фермерская цена российского картофеля на 22% выше, чем в странах ЕС.
Андрей Дробязко, генеральный директор ООО «Мглинский крахмал», Брянская обл.
- Наш завод производит крахмал из отходов картофеля. Пускать на крахмал продовольственный картофель, даже по цене 8 руб. за кг, невыгодно. Мы закупаем сырье по 1,5 рубля за кг, преимущественно это мелкие или подгнившие клубни с содержанием крахмала около 10%. В идеале, содержание крахмала должно быть не менее 19%, но специально сажать нужные для нас сорта при таких закупочных ценах никто не будет. Поставщиками сырья для нас являются производители картофеля со всей Брянской области. Наш регион считается картофельным, есть несколько крупных производителей, имеющих большие современные хранилища, работает много фермеров. Мы последовательно выкупаем у них весь пересорт, что удобно и для них, и для нас.
В этом году мы закупали картофель по май включительно, выбрали в регионе все до последней картошины. Так что, несмотря на огромный урожай, никто из брянских производителей картошку не выбросил.
Производители крахмала надеются, что проблему с качеством и количеством сырья им поможет решить государство: например, путем выплат субсидий агрохозяйствам, выращивающим сорта картофеля с высоким содержанием крахмала. Эксперты видят выход также в налаживании тесной системы взаимодействия между производителями картофеля и переработчиками и в использовании наработанного мирового опыта.
Дмитрий Лукин
- В Европе лидерами по производству картофельного крахмала являются Швеция, Нидерланды, Германия, Дания. В этих странах из-за высокой трудоемкости выращивания и хранения клубней картофеля установлены следующие основные принципы стимулирования производства картофельного крахмала:
Рентабельность производства крахмала достигается за счет снижения себестоимости выращивания картофеля при высокой урожайности и высоком содержании в нем крахмала - до 25 %. При этом расход картофеля на 1 тонну крахмала снижается до 4,5 тонн и, соответственно, сокращаются удельные энергетические затраты на его переработку.
Утилизация отходов
Очень остро для предприятий, занимающихся переработкой картофеля, стоит и вопрос утилизации отходов. «Я сегодня завезу картофель, - с горечью говорит директор завода, еще недавно выпускавшего картофельный крахмал, - а завтра ко мне придут со штрафами, а то и вовсе закроют». Между тем, эта проблема вполне может иметь выгодное решение. В Европе белок, извлекаемый из картофельного сока, - продукт высокой пищевой ценности. Клетчатка, промытая и высушенная, широко используется в пищевой индустрии. Есть ли опыт переработки отходов и в России?
Дмитрий Лукин
- Наиболее распространенным способом утилизации мезги и картофельного сока является либо использование их смеси в качестве корма для животных, либо разделение этой смеси на центрифуге на две фракции: мезгу, используемую в качестве корма, и картофельный сок, направляемый в пруд-накопитель для последующего удобрительного полива сельскохозяйственных угодий.
При производстве картофельного крахмала по технологической схеме с использованием гидроциклонной установки побочные продукты - мезга и картофельный сок - получают в виде смеси с содержанием сухих веществ 7-8%, которая может быть использована в качестве кормового продукта.
Одна тонна смеси мезги и картофельного сока имеет 70-80 кормовых единиц. На 1000 кг переработанного картофеля вырабатывается около 1050 кг смеси.
Мезгу и картофельный сок рекомендуется использовать на:
- скармливание животным в сыром виде;
- приготовление запаренного корма;
- выделение белков из картофельного сока;
- удобрительные поливы сельхозугодий (картофельный сок);
- выращивание кормовых дрожжей или других микроорганизмов на картофельном соке или на гидролизатах смеси и картофельного сока;
- получение сухого корма.
Картофельный сок может быть применен для удобрительных поливов сельскохозяйственных угодий. Полив картофельным соком позволяет сократить расход химических удобрений на 15-20%. Сок может использоваться также для выращивания дрожжей или других микроорганизмов. ВНИИК ведет разработку мембранной технологии концентрирования картофельного сока с целью получения белкового концентрата.
Оборудование и технологии
О том, какую роль играют два этих компонента для успеха предприятия, много говорить не стоит. Отставание в данном случае приводит к высоким операционным издержкам и, как следствие, потере конкурентоспособности на рынке.
Ведущие производители оборудования в мире сегодня предлагают линии мощностью от 100 до 300 тонн в сутки, что позволяет выпускать в год до 5,6 тысячи тонн крахмала. Уровень извлечения крахмала из сырья при этом составляет 98%.
Одним из первых предприятий на постсоветском пространстве, установившем в своих цехах оборудование такого уровня, стал «Рогозницкий крахмальный завод» (занимает ключевое место в списке основных производителей крахмала в Республике Беларусь, выпускает около 40% от всего объема крахмала в стране). Сейчас завод перерабатывает в год около 40 000 тонн сырья и выпускает до 5000 тонн продукции (по данным журнала «Продукт.BY» №5 (153), март 2015). На предприятии до минимума сокращен ручной труд, всем технологическим процессом - начиная от приемки картофеля и заканчивая упаковкой готовой продукции - управляет один оператор.
Впрочем, прежде чем рекомендовать российским предприятиям весьма затратный курс на модернизацию, важно понять, насколько продукт востребован на рынке.
Андрей Дробязко
- Конечно, мы могли бы выпускать крахмал такого же экстра-качества, как и европейский. Для этого нужно только закупить шведскую установку для тонкой очистки крахмала, то есть вложить в оборудование порядка 50 млн рублей. В Белоруссии, на Рогозницком крахмальном заводе, так и сделали. Мы пока не можем себе этого позволить, расходы не окупятся.
Нужен ли России картофельный крахмал?
Еще в 2007-2011 гг. около 54% всех продаж крахмала в мире приходилось на кукурузный крахмал. Вторую по значимости позицию занимал маниоковый (тапиоковый) крахмал (он производится из корнеплодов, но дешевле картофельного и не имеет специфического запаха, как кукурузный) - около 32%. На долю картофельного крахмала оставалось не более 7%.
Сегодня 80% крахмала, выпускаемого в нашей стране, производится из кукурузы. Перспективным считается также направление по производству крахмала из пшеницы и ржи (Россия - зерновая держава).
Желающих производить картофельный крахмал становится все меньше, это слишком хлопотно: сырье плохо хранится, его нужно много (сравните: для изготовления 1,5 тонны кукурузного крахмала требуется всего 1,8 тонны кукурузы), само производство носит сезонный характер.
Андрей Дробязко
- В России сегодня производится немного картофельного крахмала, но дефицита этой продукции на рынке мы не ощущаем, очереди из покупателей нет. Даже сейчас, когда из-за роста цен на сырье кукурузный крахмал стал дороже картофельного, я не могу сказать, что спрос на последний увеличился.
Возможно, о картофельном крахмале можно просто забыть?
- Когда картофель заканчивается, для ликвидации сезонности работы завода мы запускаем линию по производству зернового крахмала. Работать с зерном гораздо менее хлопотно, но полностью отказаться от картофельного крахмала страна не может, он обладает особыми свойствами, важными для многих отраслей промышленности. Необходимо обеспечить также импортозамещение, так как общий объем импорта нативного и модифицированного картофельного крахмала довольно высокий - порядка 40 тыс. тонн.
Дмитрий Лукин
По сравнению с другими видами крахмала картофельный имеет наиболее крупные зерна - от 15 до 100 мкм - и содержит наименьшее количество примесей. Крахмал, состоящий из крупных зерен, отличается более высоким качеством. Значительным преимуществом картофельного крахмала перед другими видами крахмалов, вырабатываемых из различных видов крахмалсодержащего сырья, является более высокая желирующая способность, прозрачность его клейстеров и повышенная их вязкость и повышенная реакционноспособность, что особенно важно при получении различных модификаций. В отличие от зерновых крахмалов картофельный крахмал содержит пониженное количество белка и не содержит липидов.
Олег Радин
- Картофельный крахмал в сравнении с другими видами нативных крахмалов обладает меньшей калорийностью и большим содержанием минеральных веществ. Энергетическая ценность 100 г картофельного крахмала (в ккал/кДж) - 299/1251 (для сравнения - кукурузного - 329/1377). Он используется главным образом в пищевых целях (92,6%), в том числе как готовый продукт в розничной торговле (49,4%), в производстве некоторых видов колбасных изделий, сосисок и сарделек (18,2%), при выработке фруктово- ягодных киселей (12,3%).
В технических целях крахмал картофельный используется в бумажной промышленности (3,7%), спецпроизводствах (1,6%), в декстриновом производстве (1%), в химико-фармацевтической промышленности в качестве наполнителя в таблетированных лекарственных средствах и присыпках.
ПЕРСПЕКТИВЫ
Есть ли будущее у российской картофелекрахмальной отрасли?
Евгений Иванов, эксперт Института конъюнктуры аграрного рынка (ИКАР) , отмечает, что ставить точку в истории отрасли рано. Еще несколько лет назад трудно было представить, что наша страна станет крупнейшим экспортером пшеницы. Вполне возможно, что и в производстве картофельного крахмала Россия добьется успехов, хотя это потребует времени, господдержки и амбициозных игроков на рынке. С этим мнением солидарны и другие специалисты.
Дмитрий Лукин
Для развития картофелекрахмального производства требуется разработка отраслевой программы «Картофель и продукты его переработки», потребность в которой обусловливается необходимостью решения вопроса по импортозамещению картофельного нативного и модифицированных крахмалов, интересами сельских производителей в сбыте картофеля и важной ролью культуры картофеля в севообороте.
При существующем состоянии картофелекрахмального производства для решения проблемы импортозамещения картофельного крахмала и его модификаций может потребоваться не менее пяти лет.
В пользу перспективности переработки картофеля на крахмал можно привести весомый аргумент: в странах ЕС в структуре сырья объем переработки картофеля сравним с объемами переработки кукурузы и пшеницы - 30-35%, а в России доля переработки картофеля составляет лишь 5-6%.
Олег Радин
- Самые значительные затраты (65-75%) в структуре себестоимости крахмалопаточной продукции идут на сырье. Исходя из того, что до 75% денежных средств являются заемными, для осуществления закупки предприятия привлекают кредитные ресурсы на срок до 12 месяцев. Для развития отрасли нам необходимо сделать ее более привлекательной: краткосрочные кредиты с пониженной ставкой, курс на инновации отечественных технологий, доведенных до промышленного использования, и решить вопрос с дефицитом квалифицированного персонала.
Впрочем, многое по силам и самим предприятиям. Даже тем, которые ранее никогда не занимались производством крахмала: например, агрохолдингам, ищущим решения вопроса с пересортом; заводам по производству чипсов и картофельных хлопьев.
Как считает эксперт ИКАР Евгений Иванов, в сегодняшней ситуации этим предприятиям будет легче добиться стабильного положения на рынке крахмала, так как они имеют широкую специализацию и не сконцентрированы на выпуске одного-двух видов товара.
Дмитрий лукин
- В логистических центрах, занимающихся подготовкой картофеля для реализации в торговые сети, при сортировке и очистке клубней образуется до 15-20% некондиционной продукции (поврежденные, мелкие клубни).
Для предприятия, поставляющего в магазины до 50 тыс. тонн картофеля в год, объем некондиционного продукта может составить до 5-7 тыс. тонн, из которых можно получить до 1000 тонн крахмала, используя линию по переработке картофеля на крахмал производительностью 25-50 т/сутки.
Некондиционный картофель образуется также на заводах, перерабатывающих картофель (от 10 до 30 тыс. тонн в год) на сухое пюре, чипсы, картофель фри. При калибровке и инспекции клубней, механической очистке и резке отходы картофеля на таких заводах достигают 30%.
Для переработки отходов картофеля на крахмал, исходя из объемов от 3 до 10 тыс. тонн в год, на каждом заводе можно установить указанные выше малотоннажные линии по переработке картофеля на крахмал.
Следует отметить, что интерес у сельхозпроизводителей к переработке картофеля на крахмал с каждым годом увеличивается.
Дмитрий лукин
- Особенно значительным поток запросов на оборудование в НИИ крахмалопродуктов наблюдался в текущем году, что было вызвано высокой урожайностью картофеля в 2015 году. Только за последние 1,5 месяца в наш Институт направлены заявки на изготовление картофелекрахмальных линий из Новгородской, Брянской, Кемеровской областей.
Если говорить о крупных специализированных предприятиях, то их развитие (как и выход отрасли из кризисного состояния) можно связывать только с налаживанием производства модифицированных (т.е. подвергнутых физической, химической или биохимической обработке для приобретения специальных свойств) крахмалов, потребность в которых в России постоянно растет.
Андрей Дробязко
-Чтобы зарабатывать на производстве картофельного крахмала, нужно выпускать модифицированный крахмал. Россия закупает порядка 80 тыс. тонн модифицированного крахмала ежегодно, при средней стоимости не 32 руб. за 1 кг как за нативный, а за 90 руб. Но для открытия такого производства нужны отечественные технологии и оборудование, а зарубежные стоят очень дорого.
Олег Радин
- Среди основных поставщиков можно выделить Республику Беларусь и страны Европейского Союза. Наиболее крупными производителями в ЕС являются:
- Кооператив производителей картофеля AVEBE, год основания 1919 (Нидерланды, http:// www.avebe.com/), является мировым лидером по производству картофельного крахмала, с объемом продаж на 560 млн и чистой прибылью 11,8 млн на 2014 год.
- Кооператив производителей картофеля KMC KARTOFFEL MELCENTRALEN, год основания 1933 (Дания, http://www. kmc.dk/), с объемом продаж 127 млн и чистой прибылью 18,8 млн на 2014 год.
- Частная компания EMSLAND GROUP, год основания 1928 (Германия, http://www.emsland-group.de/), крупнейший производитель картофельного крахмала в Германии с объемом продаж 520 млн на 2014 год.
К сожалению, на данный момент ни одно российское предприятие, производящее картофельный крахмал, не может сравниться с вышеуказанными компаниями.
Дмитрий Лукин
- В настоящее время в России вырабатывается порядка 25 тыс. тонн модифицированных крахмалов на шести заводах - в основном, из кукурузного крахмала, имеющего по сравнению с картофельным более низкую стоимость. Производство 10 видов модифицированного картофельного крахмала (окисленный, фосфатный, ацетатный, катионный, расщепленный, растворимый, адипатный, набухающий, экстру- зионный) впервые было освоено и вырабатывалось в течение длительного времени на Климовском крахмальном заводе, однако в 90-е годы это производство было приостановлено из-за банкротства завода.
Чтобы выпускать конкурентоспособную продукцию, требуется разработка наукоемких технологий новых видов модификаций крахмалов, над которыми сейчас работают ученые ВНИИ крахмало- продуктов, однако сил одних крахмальщиков недостаточно.
Дело в том, что для модификации крахмала требуется ряд химических реагентов, которые в России не выпускаются, а также использование специализированных сортов картофеля с высоким содержанием амилопектина или амилозы, которые в России не производятся. Поэтому здесь требуется привлечение селекционеров картофеля, ученых химической промышленности и отраслей-потребителей. Это обстоятельство также требует своего отражения при разработке указанной выше отраслевой программы развития производства по переработке картофеля.
Модифицированный крахмал эксперты называют стратегическим продуктом, поэтому развитие производства различных видов модификаций крахмала, этого удивительного по своему многообразию свойств полимера, созданного самой природой, должно быть уделено особое внимание ученых и специалистов как крах- малопаточной, так и смежных отраслей.
От успешного реализации этой задачи во многом зависит будущее отечественного картофеле- крахмального производства.
Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Крахмал – мучнистый углевод, который образуется в результате фотосинтеза в клетках зеленых растений из углекислоты и воды под действием света. Крахмал является основным резервным веществом растений и накапливается в семенах, клубнях или корнях. По химической природе это полисахарид, в основе строения которого лежит глюкозный остаток.
Крахмал легко усваивается организмом человека, превращаясь в глюкозу, которая и вовлекается в круг кровообращения. Потребность человека в крахмале составляет 400…450 г в сутки, он покрывает половину калорий, расходуемых организмом в сутки.
Главными источниками промышленного получения крахмала являются картофель, кукуруза, рис и пшеница. В тканях растений крахмал откладывается в виде крахмальных зерен, имеющих овальную, сферическую или форму многоугольников. Размер зерен колеблется от 2 до 150 мкм. Наиболее крупные зерна у картофельного крахмала, самые мелкие – у рисового. Крахмал в зернах находится в виде мельчайших игольчатых кристаллов, между которыми имеются микрокапилляры, обуславливающие высокую гигроскопичность и адсорбционные свойства крахмала, способность поглощать воду. Эти свойства позволяют использовать крахмальные формы при отливке конфетных корпусов.
В России вырабатывают сухой картофельный крахмал четырех сортов – экстра, высший, I и II; сухой кукурузный крахмал двух сортов – высший и I. В зависимости от сорта крахмала установленные допустимые значения показателей качества: содержание золы общей 0,20…1,0 %, кислотность 7,5…25 у.е. и др. Независимо от сорта в сухом картофельном крахмале допускается содержание влаги не более 20 %, а в кукурузном – 13 %. К основным относятся также органолептические показатели качества крахмала: цвет и запах.
Сырьем для производства картофельного крахмала служит картофель. Средний химический состав клубня картофеля состоит из 75 % воды и 25 % сухих веществ, из которых 18,5 % крахмала, 2 % азотистых веществ, 1 % клетчатки, 0,9 % минеральных веществ, 0,8 % сахара, 0,2 % жира и 1,6 % прочих веществ (пектиновые, пентозаны и др.). Расход картофеля с крахмалистостью 14,8 % на 1 т сухих веществ крахмала составляет 7,95 т.
Для получения высоких технико-экономических показателей в производстве крахмала необходимо перерабатывать картофель высококрахмалистых сортов, что позволяет снизить его расход на получение 1 т крахмала, а, следовательно, и его себестоимость. Согласно действующим нормативам, картофель, поступающий на переработку, должен иметь крахмалистость не менее 13 %, а засоренность после мойки – не более 0,1 %.
В производстве картофельного крахмала степень использования сырья характеризуется коэффициентом извлечения крахмала, который колеблется от 82 до 88 %. Выход крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами. Основные потери крахмала в производстве происходят с мезгой в виде связанного крахмала (около 40 %) и свободного крахмала (3…4 %), что составляет около 1,7 % массы переработанного крахмала.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Основная задача крахмального производства – максимальное извлечение крахмала в результате разрыва стенок наибольшего числа клеток картофеля и тщательная очистка от посторонних примесей. Процесс очистки основан на свойстве зерен крахмала не растворяться в холодной воде, на их малых размерах и сравнительно большой плотности – 1650 кг/м 3 .
Для переработки картофеля на крахмал используются разнообразные технологические схемы, оснащенные различными видами применяемого для этих целей оборудования. Наиболее эффективной является технология переработки картофеля на крахмал с использованием многоступенчатой гидроциклонной установки, на которой осуществляются операции разделения тонкоизмельченной картофельной кашки на крахмальную суспензию и смесь мезги с картофельным соком. По техническим характеристикам и технико-экономическим показателям гидроциклонная установка многократно превосходит в совокупности все виды оборудования, применяемого на операциях от начала разделения картофельной кашки до получения очищенной крахмальной суспензии и побочных продуктов в виде смеси мезги и картофельного сока.
Совмещение в одной установке операций разделения и промывки позволяет в 4…5 раз уменьшить производственные площади под размещение равнозначного по мощности технологического оборудования, а также на 3…4 % повысить коэффициент извлечения крахмала из картофеля путем как уменьшения числа ступеней обработки картофельной кашки, так и интенсификации производственного процесса в целом, а также снижения количества сбросов и расхода свежей воды.
Сырой крахмал – скоропортящийся продукт, не подлежащий длительному хранению. Для получения сухого крахмала предусмотрено механическое обезвоживание сгущенной крахмальной суспензии с последующим удалением избыточной влаги методом сушки под воздействием сушильного агента (подогретого воздуха).
Прогрессивная технология предусматривает комплексное использование всех компонентов перерабатываемого сырья. Разработаны способы утилизации побочных продуктов – мезги и картофельного сока, одним из которых является получение уваренного углеводно-белкового гидролизата и прессованного белкового корма.
Скоропортящийся сырой картофельный крахмал в холодное время года хранят наливным способом или на складах, при этом емкость с осевшим крахмалом заливают чистой водой, добавляя туда около 0,05 % диоксида серы. Наиболее надежный способ хранения сырого крахмала – в замороженном состоянии.
Сухой крахмал хранят в силосах или упаковывают в джутовые или льняные мешки по 25, 50, 60 кг. Крахмал можно фасовать в бумажные крафт-мешки с последующим их затариванием в мешки из редкой ткани, а также на фасовочных машинах упаковывать в потребительскую тару – бумажные пакеты по 100…1000 г. Упакованный сухой крахмал хранят в складах при оптимальной относительной влажности воздуха 75 % и температуре не выше 10 °С.
Крахмал имеет разнообразное применение в производстве пищевых продуктов. Из него вырабатывают патоку и кристаллическую глюкозу. В кондитерском производстве крахмал используется при придания бисквитному тесту пластических свойств и как формовочный материал при отливке помадных и ликерных конфет. В кулинарии с крахмалом готовят кисели, соусы и пудинги.
Крахмал и его производные находят широко применение в текстильной, бумажной, асбестовой, красочной, полиграфической, обувной, спичечной, парфюмерной, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Углеводно-белковый гидролизат – густая коричневая масса, содержащая углеводы, протеины и минеральные вещества, может быть использована либо в качестве биостимулятора при выращивании кормовых дрожжей, либо в хлебопечении как заменитель красного ржаного солода.
Стадии технологического процесса. Переработку картофеля на крахмал можно разделить на следующие основные стадии и операции:
– мойка и взвешивание картофеля;
– тонкое измельчение картофеля (получение кашки);
– выделение картофельного сока из кашки;
– выделение свободного крахмала из кашки, отделение и промывание мезги; рафинирование крахмального молока и получение сырого крахмала;
– обезвоживание и сушка крахмала;
– упаковывание сухого крахмала в потребительскую и транспортную тару;
– осветление и коагуляция картофельного сока и получение белкового корма;
– уваривание осветленного картофельного сока и получение уваренного гидроизолята.
Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки клубней картофеля к переработке, в состав которого входят гидравлический транспортер, камнеловушка, моечная машина и водоотделители.
Ведущим является комплекс оборудования для образования крахмальной эмульсии, включающей терочные машины, фильтры, гидроциклонную установку, сито рафинировальное, центрифугу, винтовой конвейер, сборники и насосы.
Завершающий комплекс предназначен для получения сырого и сухого крахмала и содержит вакуум-фильтр, сушильную установку, бурат-просеиватель, винтовой конвейер, сборники, насосы, весы и мешкозашивочную машину.
В состав линии входят также комплексы оборудования для переработки побочных продуктов. Комплекс оборудования для получения из крахмального сока белкового корма содержит дуговые сита, подогреватель, коагулятор, сборники и насосы. В комплекс оборудования для получения уваренного гидролизата входят подогреватель очищенного картофельного сока, выпарные аппараты, поверхностный конденсатор, вакуум-насос, сборники, насосы, а также устройства для сбора конденсата.
На рис. 2.7. показана машинно-аппаратурная схема линии производства картофельного крахмала.
Устройство и принцип действия линии. Картофель из оборотного склада подается по гидротранспортеру 1 на камнеловушку барабанного типа 2 , далее шнеком 3 , в котором происходит отделение транспортерной воды, – на бильную мойку 4 . Отмытые от грязи клубни поступают через второй шнек-водоотделитель на установку измельчения, где дважды измельчаются в кашку на терках 5 , связанных через плунжерный насос 6 .
Терка представляет собой устройство, где измельчение осуществляется за счет истирания клубней картофеля зубчатыми пилками, укрепленными на поверхности барабана, вращающегося с большой скоростью внутри металлического корпуса. Измельчение проводят дважды. При первом измельчении используют пилки с высотой зубьев 1,5…1,7 мм, при повторном (перетир) – 1,0 мм. Терки комплектуются прижимами и решетками с отверстиями диаметром 2 мм, что обеспечивает высокую степень измельчения. Эффективность работы картофелетерки зависит от окружной скорости пильной поверхности барабана; она характеризуется коэффициентом измельчения, который достигает 90 %. При использовании пильчатых терок с окружной скоростью барабана 90 м/с коэффициент измельчения может достигать 95 % и более, при этом отпадает необходимость во второй стадии измельчения картофельной кашки. Эффективность и надежность работы терок существенно зависит от качества очистки картофеля при мойке.
Полученная после терочных машин картофельная кашка представляет собой смесь, состоящую из взорванных клеточных стенок, крахмальных зерен и картофельного сока. Важная задача получения картофельного крахмала – скорейшее выделение из кашки сока при минимальном его разбавлении. Контакт сока с крахмалом ухудшает качество крахмала, вызывая его потемнение в связи с окислением тирозина, снижает вязкость крахмального клейстера, способствует образованию пены, слизи и других нежелательных явлений.
Картофельная кашка из сборника-накопителя 8 через самоочищающиеся фильтры 10 , на которых отделяются различные примеси, подается плунжерным насосом на гидроциклонную установку 7 , состоящую из 14 ступеней гидроциклонной, из которых 6 ступеней являются обескрахмаливающими, а 8 – промывными.
Работу гидроциклонной установки регулируют таким образом, чтобы поступающая на промывание суспензии имела концентрацию 6…8, сгущенный сход с последней ступени – 35…40, а смешанные жидкие сходы с I и II ступеней – 1,0…1,5 % сухих веществ. Давление в мультициклоне поддерживают на уровне 0,3…0,4 МПа. Крахмальная суспензия с 13-й ступени гидроциклонов подается на песковый гидроциклон 9 (единичный), затем на рафинировальное дуговое сито 11 . Крахмальная суспензия проходит сквозь сито и направляется для дальнейшей очистки в 14-ю ступень гидроциклонов. Мезга сползает в нижнюю часть ситовой поверхности, выводится из сита 11 и перекачивается плунжерным насосом 12 в сборник верхнего схода 13 .
Очищенная крахмальная суспензия перекачивается плунжерным насосом 18 в сборник 19 . Из него она поступает для обезвоживания до концентрации 64 % сухих веществ на установку барабанного вакуум-фильтра 20 .
При непрерывном вращении перфорированного барабана, его поверхность последовательно проходит зоны фильтрации суспензии, подсушки, промывки и продувки слоя крахмала. С поверхности барабана сырой крахмал снимается ножом в винтовой конвейер 21 .
Для получения сухого крахмала сырой крахмал конвейером 21 направляется в пневматическую сушилку 22 . В основу работы сушилок пневматического типа положен принцип сушки разрыхленного крахмала в движущемся потоке горячего воздуха; при этом скорость движения смеси крахмал-воздух по сушильному тракту должна быть больше скорости витания зерен крахмала в потоке. Практически сушка крахмала длится доли секунды, т.е. происходит почти мгновенно.
Рис. 2.7. Машинно-аппаратурная схема линии производства картофельного крахмала
Особенности конструкции и работы пневматической сушилки, ее автоматизация позволяют применять воздух, нагретый до высоких температур. Температура сушильного агента калориферов, входящих в состав сушильной установки, составляет 140…150 °С, однако крахмальные зерна за счет испарения поверхностной влаги не успевают нагреться выше 60 °С.
Разделение сухого крахмала и воздушно-паровой смеси происходит в циклонах; окончательную очистку воздуха от крахмала осуществляют мокрым способом в циклоне-промывателе (скруббере) 23 . В нем крахмальная пыль улавливается водой и в виде крахмального молока подается в сборник 19 . Высушенный до требуемой (равновесной) влажности крахмал может содержать некоторое количество крупки, образующееся при переработке недоброкачественного сырья, которую отделяют на ситовом аппарате типа бурата 24 , разводят и направляют в основное производство для переработки. Очищенный сухой крахмал из бурата затаривается в мешкотару, затем взвешивается на весах 25 и зашивается на мешкозашивочной машине 26 .
Из сборника 13 мезга перекачивается центробежным насосом в промежуточную емкость 14 , из которой продается в центрифугу 15 . В последней мезга разделяется на две фракции: осадок (тяжелая фракция и картофельный сок). Осадок поступает в винтовой конвейер 17 используется в качестве сырого крахмала. Картофельный сок собирается в сборнике-отстойнике 16 и перекачивается насосом в комплексы оборудования для утилизации.
При утилизации побочных продуктов по комбинированной схеме вырабатывается уваренный углеводно-белковый гидролизат и белковый корм. По этой схеме картофельный сок из сборников 27 , оснащенных вентилятором-пеногасителем 28 и циклоном 29 , подается плунжерным насосом 30 на дуговое сито 31 . Верхний сход сита накапливается в сборнике 38 , а затем перекачивается насосом в сборник мезги. Очищенный картофельный сок собирается в сборник 32 и подается насосом через подогреватель 33 в коагулятор 34 . Отсюда он поступает для отделения белка на дуговые сита 35 и 36 . Верхний сход последнего сита является белковым кормом.
Картофельный сок из сборника 16 и осветленный сок из сборника 37 через конденсатор 39 направляется на уваривание на трехкорпусную выпарную установку 40 , 41 , 42 и из нее откачивается насосом в сборник 47 .
Для конденсации паров из третьего корпуса 42 установки используется поверхностный конденсатор 44 . Разряжение в выпарной установке и конденсаторе создается вакуум-насосом 45 . Конденсат из конденсатора 44 и ловушки 43 поступает в барометрический сборник 46 и насосом откачивается на градирню, где охлаждается и используется вторично для конденсации паров. Конденсат из первого и второго корпусов установки собирается в сборниках 49 и 48 .
Значение крахмала в повседневной жизни очень велико. Большинство видов используется в промышленных целях, что приводит к появлению ряда специализированных продуктов. Он необходим для изготовления кондитерских изделий, мясной продукции, применяется в медицине для изготовления лекарств и в целлюлозной промышленности. О том, что представляет собой производство крахмала, а также о его видах пойдет речь в данной статье.
Это вещество является одним из самых распространенных в природе, возобновляемым и почти неограниченным ресурсом. Крахмал производится из зерновых или корнеплодов. Он в основном используется как пищевой агент, но также благодаря химической или биологической обработке легко превращается во многие полезные продукты на сегодняшний день.
Кроме продуктов питания крахмал используется для производства бумаги, текстиля, клеев, напитков, кондитерских изделий, фармацевтической промышленности и в производстве стройматериалов. Вещество обладает многими замечательными характеристиками, включая высокую вязкость пасты, ее прозрачность и максимальную устойчивость к процессам замораживания и оттаивания, которые выгодны для многих отраслей промышленности.
Производство крахмала - это рентабельный бизнес, так как в качестве относительно дешевого источника сырья чаще всего используют картофель, содержащий высокую концентрацию вещества, которое служит основой для дальнейшего производства. Переработанный сухой концентрат может сравниться по свойствам или даже превосходить аналогичные вещества, полученные из кукурузы, пшеницы, риса.
Крахмал является запасом глюкозы растений. В Европе он содержится в кукурузе, пшенице и картофеле, из которых он добывается, а также во многих других растениях: рисе, ячмене, овощах, маниоке, сладком картофеле.
Образование крахмала в растениях происходит в процессе фотосинтеза. Этот физиологический механизм позволяет производить и хранить глюкозу (элементарный сахар), необходимый для их роста и размножения. Первоначально растение ассимилирует углерод из атмосферы и превращает его в глюкозу. Формируется основная молекула. Затем ее используют для синтеза крахмальных полимеров, связанных с чистой глюкозой.
В растениях вещество выглядит как маленькие гранулы, нерастворимые в холодной воде, размером от 3 до 100 микрон. Их форма варьируются в зависимости от происхождения. В условиях производства крахмал и его производные продукты поставляются в потребительские отрасли промышленности в виде порошка, похожего на муку, или сиропов.
Крахмальная промышленность производит более шестисот видов продуктов - от нативных крахмалов до физически или химически модифицированных, в форме сухих порошков до жидких и твердых подсластителей. Универсальность подобных продуктов такова, что они используются в качестве ингредиентов и функциональных добавок в широком спектре пищевых, непродовольственных и кормовых добавок.
Технология производства крахмала заключается в процессе разделения компонентов растения на крахмал, белок, оболочку целлюлозы, растворимые фракции, а в случае кукурузы используется также зародыш, из которого будет добываться масло. Эта первая фаза использует серию простых этапов физического разделения компонентов: дробление, просеивание, центрифугирование и т. д. Однако способы производства специфичны для каждого завода, а промышленные инструменты обычно предназначены для сырья: кукурузы, пшеницы или картофеля.
Производство крахмала переходит в следующую стадию. На втором этапе вещество, которое было извлечено, в чистом виде подвергается дальнейшей обработке. В процессе сушки оно преобразуется в так называемый нативный крахмал. Последующее изменение характеристик позволяет получить модифицированный крахмал.
Полностью автоматизированные производственные линии включают все этапы производства, транспортировку и упаковку. Их основное оборудование для производства крахмала будет состоять из компонентов барабанных шайб, дезонирования, расперы, десандирующих установок, систем обезвоживания, вакуумных фильтров и гидроциклонных блоков, сушилок, упаковочных машин и интерфейсов управления.
Крахмалы можно разделить на два типа: родные и модифицированные. Сырые крахмалы, которые все еще сохраняют первоначальную структуру и характеристики, называются родными. Такой компонент является основным продуктом, который продается в сухой порошкообразной форме под разными сортами для продуктов питания, а также в качестве фармацевтического и промышленного сырья.
Родные крахмалы получают путем выделения встречающегося в природе крахмала либо из зерновых культур, либо из корнеплодов, таких как маниока, кукуруза и патока. Они могут использоваться непосредственно при производстве определенных продуктов, например, таких как лапша. Родной крахмал можно считать основным ресурсом, который можно перерабатывать в ряд крахмальных продуктов.
Следует учесть, что данный тип вещества имеет ограниченное время использования и применяется главным образом в пищевой промышленности. Нативные гранулы крахмала легко гидратируются при нагревании в воде, быстро набухают, желатинизируются и обладают повышенной вязкостью, которая увеличивается до пикового значения с каждым последующим нагреванием.
Несмотря на эту особенность пищевая, металлургическая, горнодобывающая, ферментационная, строительная, косметическая, фармацевтическая, бумажная и картонная, а также текстильная промышленность используют родной крахмал в своей традиционной форме.
Существуют характеристики, которые недостижимы с нативным крахмалом. Модифицированный крахмал можно использовать для других вариантов промышленного применения, его получают с помощью ряда методов, химических, физических и ферментативных модификаций.
Таким образом, вещество является нативным крахмалом, который был изменен по своим физическим и/или химическим свойствам. Производство модифицированного крахмала может включать изменение формы гранулы или состава компонентов - амилозы и молекул амилопектина. Поэтому модификации проводятся на природном крахмале, чтобы придать ему свойства, необходимые для конкретных целей: сгущения, желатинизации, адгезивности или образования пленки, для улучшения удержания воды. Продукт также используется для улучшения вкуса и блеска, для удаления или придания непрозрачности.
Когда крахмал модифицирован химически или физически, свойства нативного крахмала изменяются, что делает его полезным во многих отраслях промышленности, таких как пищевая, фармацевтическая, текстильная, нефтяная и целлюлозно-бумажная.
Около 75 % урожая картофеля выращивается для промышленной переработки, в результате которой производят крахмал. Он представляет собой питательные запасы многих растений. В течение вегетационного периода зеленые листья собирают энергию от солнца. В картофеле эта энергия транспортируется в виде сахарного раствора вплоть до клубней. Именно там сахар превращается в крахмал в виде крошечных гранул. Они занимают большую часть внутренней части камеры. Конверсия сахара в крахмал происходит с помощью ферментов, которые отвечают за повторное превращение запасенного вещества в сахар следующей весной.
В зимний период картофель потребляет небольшое количество своего крахмала, чтобы поддерживать жизненные функции до весны. Клубни нуждаются в хорошей циркуляции воздуха, чтобы сохранить жизнедеятельность. Пониженная температура способствует переработке собственного крахмала в сахар, чтобы снизить температуру замерзания в клеточном соке. Если этого недостаточно, клубни умирают. Поэтому картофель должен быть надлежащим образом покрыт при хранении.
Так как клубни являются основным источником картофельного крахмала, то неблагоприятные условия хранения приведут к его потере, в худшем случае - к мертвому и разбитому картофелю, который не подходит для процесса разделения крахмала.
Процедуры, связанные с промышленным изготовлением продукта, возрастают по сложности в соответствии с конкретными потребностями каждого производителя. Производство картофельного крахмала начинается с удалениягрязи, песка, гравия с клубней растения. Промывка представляет собой противоточный процесс, при этом свежая вода добавляется через напорные сопла на заключительном этапе очищения. Затем чистые клубни подвергаются дроблению в специальном контейнере.
После начинается процесс экстракции крахмала, цель которой состоит в том, чтобы открыть клетки клубней и высвободить гранулы крахмала. Экстракция происходит на вращающихся конических ситах и представляет собой противоточный процесс. Высокая центробежная сила позволяет использовать качественные ситовые пластины из нержавеющей стали, которые выдерживают истирание и химикаты. Ситовые пластины имеют длинные перфорации всего 125 микрон в поперечнике.
Производство крахмала на этом не заканчивается. Сок клеток картофеля богат сахаром и белком. При открытии клеток сок мгновенно подвергается воздействию воздуха и реагирует с кислородом, образуя цветные компоненты, которые могут прилипать к крахмалу. Во избежание процесса окисления в полученный продукт необходимо добавить двуокись серы или раствор натрия-бисульфита.
Влажный крахмал из вращающихся вакуумных фильтров сушат в флэш-сушилке с умеренным горячим воздухом. Перед доставкой крахмал просеивают на тонком сите, чтобы удалить любую пыль, сформированную в винтовых конвейерах.
Кукурузный крахмал - популярный пищевой ингредиент, используемый в пищевой, текстильной, фармацевтической и бумажной промышленности. Его получают из эндосперма кукурузного ядра. Производство кукурузного крахмала популярно в большинстве стран мира. Кукурузу выращивают в климатических зонах с умеренным и теплым климатом. В последнее время становится популярным производство крахмала в России.
Основные операции включают следующие этапы:
После всех производственных процессов крахмал упаковывается соответствующим образом в герметичный и непроницаемый для влаги упаковочный материал. Полученный продукт является модифицированным и обладает улучшенными качествами. Его используют при производстве подсластителей, калибровке бумаги и текстиля, в качестве загустителя и стабилизатора пищи.
Крахмальный завод
По внешнему виду чистый картофельный крахмал представляет собой белоснежный сыпучий порошок с кристаллическим блеском, состоящий из мельчайших частиц. Картофельный крахмал предназначается для применения в различных отраслях пищевой промышленности (кондитерской, концентратной, мясо-молочной, хлебопекарной и др.), в качестве товара народного потребления, в химико-фармацевтической промышленности в качестве наполнителя в таблетированных лекарственных средствах и присыпках, а также для технических целей (производство декстрина, в текстильной, бумажной и других отраслях промышленности). Картофельный крахмал вырабатывают четырех сортов: экстра, высший, первый, второй. Для производства крахмала используется свежий картофель для переработки по ГОСТ 6014-68.
Картофель хранится в буртах (аналогичных кагатам для хранения свеклы). Подается на завод гидротранспортом. Моется в моечном отделении. Взвешивается и подается на измельчение.
Производится на картофелетерочных машинах. В результате получается полупродукт – кашка.
Измельченный картофель с освобожденным клеточным соком должен быть как можно быстрее освобожден от сока. Окисление тирозина кислородом с участием полифенолоксидазы и др. процессы, происходящие при соприкосновении измельченного картофеля с воздухом, ведут к потемнению крахмала, уменьшению вязкости получаемого из него клейстера, образованию пены и слизи, что затрудняет осаждение и очистку крахмала. Выделение клеточного сока из кашки производится на ситах различных конструкций, простейшие из них – катарактные сотрясательные сита. При этом удается отделить до 60 % сока и 50-60% крахмала. Затем крахмал как можно быстрее отделяют от сока на шнековых осадительных центрифугах. Соковая вода, удаляемая из центрифуги, попадает в ловушку для осаждения мелких зерен крахмала. Содержание крахмала в крахмальном молоке увеличивается до 91-92 ед.
Отмывание свободного крахмала в кашке производится на нескольких ситах по принципу противотока. Расход воды на ситовой станции около 400 % к массе переработанного картофеля.
Для отделения мелкой мезги рафинирование производят в 2 стадии:
Чистота крахмального молока после рафинации 95-98 ед.
Крахмальный завод
Выделение крахмала производится на пурификаторах или гидроциклонах. Наиболее прогрессивными являются гидроциклоны, позволяющие сделать технологическую стадию выделения крахмала непрерывной и исключить физический труд. Гидроциклон работает следующим образом. По специальной трубе тангенциально под давлением в гидроциклон поступает крахмальное молоко, вследствие чего поступательное движение преобразуется во вращательное и тяжелые частицы центробежной силой отбрасываются на внутреннюю поверхность конуса, по которой они потоком сползают к сливному отверстию. Легкая фракция продукта (жидкий сход) вытесняется сгущенной фракцией и поднимается вихреобразно к сливному устройству, через которое выводится из гидроциклона. Сырой крахмал (влажностью 52 %) хранят в наземных или подземных складах насыпным или наливным способом, лучше всего в замороженном виде и, по мере необходимости, отбирается для производства сухого крахмала.
Сырой крахмал разводят в крахмальное молочко концентрацией около 20СА (СА – сухие вещества, определенные ареометром по сахарозе при 20 0С); рафинируют на сотрясательных ситах и гидроциклонах; разводят в молоко концентрацией 36-38 СА; обезвоживают в центрифугах до влажности 38 -40% и сушат в сушилках пневматического типа (ПС, ППС и ПСК). Затем просеивают на рассевных аппаратах и упаковывают в льняные или джутовые мешки, а также в бумажные крафт-мешки вместимостью по 25, 50 и 60 кг. Производится также и мелкая фасовка в бумажную тару – от 100 до 1000 г. Хранят крахмал при температуре не более 10 °С и относительной влажности воздуха 75 %. В зависимости от качества сухой картофельный крахмал делят на 4 сорта: экстра, высший, I и II.