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.

Чем выгодно производство крахмала и патоки?

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:

• Бесперебойная поставка крахмала и патоки;
• Высокое качество;
• Низкая оптовая цена;
• Быстрая доставка сырья до производства.

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.

Почему выгодно совмещать два цикла производства?

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.

На какие моменты стоит обратить внимание?

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.

Технические требования к помещению

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.

Необходимое оборудование

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:

• Сеялка, для отделения основного сырья от сторонних объектов;
• Мойка;
• Сушилка;
• Промышленная тёрка с набором насадок под конкретный тип сырья;
• Сборники и накопительные цистерны для полученной кашицы;
• Центрифуга;
• Вакуумные сушилки;
• Промышленные фасовочные весы и формовочный аппарат.

Для производства патоки также потребуется автоклав, цистерны и дозатор для разлива готового продукта по металлическим либо пластиковым тарам.

Сборка производственной линии

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 получения крахмала и патоки

Технология производства крахмала заключается в следующем:

• Просеивание общей массы сырья;
• Его взвешивание и формирование партий на обработку;
• Обработка полученной каши от выделяемого сока;
• Образование свободного крахмала;
• Рафинирование сырья;
• Обработка водой и просушивание;
• Отгрузка и формирование общей полученной массы по пакетам.

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:

• Гидролокация полученного крахмала при помощи химических составов;
• Фильтрование полученной массы;
• Пропаривание заготовки до образования вязкой консистенции и её обесцвечивание;
• Дозация полученной патоки по канистрам.

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.

Какие виды крахмала можно производить?

Сегодня в России распространено:

• производство крахмала из картофеля;
• производство кукурузного крахмала;

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.

Где выгоднее размещать производство?

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.

Примерные сроки окупаемости

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:

• производители картофеля (фермеры, кооперативы) являются акционерами перерабатывающего завода и материально заинтересо­ваны в реализации конечной продукции - крахмала и его производных;
• при фирмах организована агрономическая служба, обе­спечивающая производителей картофеля рекомендациями по его выращиванию и семен­ным материалом для произ­водства картофеля с содержа­нием крахмала не ниже 20 %;
• фирмы кредитуют произво­дителей картофеля на закупке семян, удобрений и ГСМ, что фиксируется в контракте на поставку картофеля.

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.

Где применяют крахмал и его ценность

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.

От растения до порошка

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.

Основные производственные операции

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.

Промышленное оборудование

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.

Крахмал и его типы

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.

Модифицированные крахмалы

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.

Как образуется крахмал в картофеле

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.

Производство крахмала из картофеля

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.

Производство крахмала из кукурузы

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:

• Очистка. Сырье очищается для удаления посторонних предметов.
• Замачивание. Зерна кукурузы погружают в большие резервуары с теплой водой, содержащей кислоту и двуокись серы.
• Фрезерование. Размягчение ядер мокрым измельчением в воде.
• Урегулирование и декантация. Измельченному продукту дают возможность оседать под действием силы тяжести, а после этого воду декантируют, получая густую суспензию массы кукурузы.
• Просеивание. Суспензию просеивают для удаления шелухи.
• Центрифугирование. Крахмал в суспензии отделяют от белка.
• Обезвоживание крахмала и его гранулирование.
• Сушка с использованием флэш-сушилки.
• Фрезерование. Высушенный кукурузный крахмал измельчают до желаемого размера частиц.

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.

Отделение от картофеля примесей

Картофель хранится в буртах (аналогичных кагатам для хранения свеклы). Подается на завод гидротранспортом. Моется в моечном отделении. Взвешивается и подается на измельчение.

Измельчение картофеля

Производится на картофелетерочных машинах. В результате получается полупродукт – кашка.

Выделение клеточного сока из кашки

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 из кашки

Отмывание свободного крахмала в кашке производится на нескольких ситах по принципу противотока. Расход воды на ситовой станции около 400 % к массе переработанного картофеля.

Рафинирование крахмального молока

Для отделения мелкой мезги рафинирование производят в 2 стадии:

• на барабанно-струйных катарактных сотрясательных ситах;
• на сотрясательных шелковых ситах.

Чистота крахмального молока после рафинации 95-98 ед.

Крахмальный завод

Выделение крахмала

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.

Получение 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.