Способ получения крахмала

СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) СПС Интернэшнл Инк (11 Я) (72) Амелио Чикуттини (1 Т) (53) 664.2.034.23 (088.8)(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРАХИАЛА (57) Изобретение относится к технологии получения крахмала. 11 ель изобретения заключается в сокращении расхода воды на процесс. Способ полу,801369673 А 3 (51) 4 С 08 В 30/04 чения крахмала предусматривает измельчение крахмалосодеркащего сырья, выделение из измельченного сырья крахмальной суспензии, ее очистку и последующую промывку крахмальной суспензии в несколько ступеней с введением свежей воды на последнюю ступень промывки направлением промывной воды со ступени на ступень в противо- токе с промываемой суспензией и отводом промытой крахмальной суспензии. Воду со стадии промывки илн выделения суспензии крахмала подвергают обратному осмосу с получением водной фракции, содержащей менее 1000 млн,д.Р протеина, причем эту фракцию возвра- Е щают в процесс со свежей водой. 3 табл., 2 ил.Изобретение относится к технологии получения крахмала, а именно к мокрому помолу материалов, содержаих крахмал .5Цель изобретения - сокращение расхода воды на процессНа фиг.1 изображена технологическая схема получения крахмала из кукурузы; на фиг.2 - то же, из пшеничной 10 муки,Способ осуществляют следующим образом.Крахмалосодержащее сырье, например кукурузу, картофель или пшеницу, 15измельчают, выделяют из измельченного сырья крахмальную суспензию, очищают ее, промывают крахмальную суспенэию в несколько ступеней на гидро.циклонах с введением свежей воды на 20последнюю ступень промывки, направляют промывную воду со ступени наступень в противотоке с промываемойсуспенэией и отводят промытую крахмальную суспенэию. Воду со стадиипромывки или выделения суспенэиикрахмала подвергают обратному осмосус получением водной фракции, содержащей менее 1000 млн,д. протеина, причем эту фракции возвращают в процесс 30со свежей водой,Разделение при помощи обратногоосмоса включает в себя приведениераствора, который подвергается очистке,в контакт через полупроницаемую мембрану с чистым растворителем (например, с водой), причем разность давлений по мембране выше, чем осмотическое давление раствораМожет спольэоваться разница давлений 20 - 40100 атм. 11 оскольку раствор в этомслучае содержит как растворимое, таки нерастворимое вещество, желательно поДдерживать поток через полупроницаемую мембрану для того, чтобы 45предотвратить или задержать забиваниепор мембраны. Подходящим решениемэтой проблемы является поддерживаниенепрерывного циклического потока жидкости через трубу, выполненную из материала, который используется дляизготовлеия полупроницаемой мембраны, добавление раствора, которыйнеобходимо разделить на фракции, кциркулируншему потоку жидкое 1 и нов 55лечение первой фракции через полупроницаемую мембрану и извлечение второй фракции путем отделения ее от циркулирунячей жидкости. Требуемая степень чистоты получаемого в качестве продукта растворакрахмала зависит от того, для какойцели он будет использоваться, приэтом содержание азота (в качестве меры растворимого белка) несколькониже пределов диапазона 10-1000 ч.//мпн, на сухой основе.Предлагаемый способ обеспечиваетуменьшение количества свежей воды,подаваемой на эамачивание без снижения качества получаемого в качествеконечного продукта крахмала, что достигается за счет введения дополнительной операции, конкретнее разделения воды на две фракции. Тем не менее экономия энергии, обеспечиваемаяза счет применения способа, оказывается весьма значительной,П р и м е р 1. Определяют условиядля проведения обратного осмоса. Вкаждом случае 50-литровые аликвотыподаваемого раствора разделяют на25 л раствора, прошедшего мембрану(вторую фракцию), Все используемыемембраны изготовлены фирмой ВафилинН,В., Харденберг, ГолландияИспользуемая мембрана обеспечивает задерживание по 11 аС 1 на 953 и пропускает 44 л чистой воды на 1 м /чпри давлении 40 атм и температуре14 С, В качестве подаваемого продукта используют промежуточный водныйраствор из концентратора промежуточных продуктов, подаваемых со стадиипромывки в ходе осуществления способа мокрого помола кукурузы. Потокводы при температуре 17 С и при давлении 40 атм циркулирует в системесо скоростью 2 м/с, Результаты, включая сравнение с водой, используемойдля городского водоснабжения, приведены в табл,1.Используют три различных полупро-,ницаемых мембраны , показатели длякоторых приведены в табл.2,В качестве подаваемого потока используют поток, выходящий со стадии промывки, поступающий в концентратор промежуточного продукта. Подаваемый поток при температуре 17 С и при давлении 27 атм подвергант циркулированию со скоростью 1,Ь м/с.Результаты приведены в табл,З.П р и м е р 3. Процесс осуществляют на установке мокрого помола кукурузы (Фиг.1. Установка включает резервуар 1 для замачивания, в котором кукурузу замачивают в воде в течение 40-48 ч при 50 С. Производительность установки 1000 т/сут и количество воды, поступающей в резервуар, составляет 150 т/сут с кукурузой (в трубопроводе 2) и,745 т/сут (в трубо проводе 3) со следующей ступени установкй. Из установки выходит вода в количестве 280 т/сут в виде замочной воды (по трубопроводу 4) и 615 т/сут в эамоченной кукурузе (по трубопрово ду 5), которую подают на следующую- ступень 6 установки, на которой осуществляют ее помол при температуре примерно 35 С и от которой зародыши отделяют в гидроклонах, затем волок на - на ситах, а клейковину и крахмал - на центрифугах. Количество воды (в трубопроводе 7), связанной с зародьппами, волокнами и клейковиной, 317 т/сут, в то время как полученный 50 иэ центрифуги крахмал (в трубопро-, воде 8) содержит воды 1000 т/сут.Затем полученную суспензию крахмала промывают, используя ряд гидроклонов 9, и получают промытую суспензию крахмала, содержащую 841 т/сут воды (в трубопроводе 1 О). На стадию проМвки подают свежую воду (по трубопроводу 11) в количестве 1288 т/сут,313696П р и м е р 2 (известный). Кукуру- зу замачивают в воде. Производительность установки, на которой осуществляется способ, 1000 т/сут. Количество воды, подаваемой в замочный чан с кукурузой, 150 т/сут и 1029 т/сут подается со следующей стадии процесса. Количество выходящей из замочного чана замочной воды 564 т/сут, а количе ство воды с кукурузой, подаваемой на помол, 615 т/сут, На стадии помола отделяют зародьппи, волокна, клейковину,и крахмал. Количество воды, связанной с эародьппами, волокнами и 15 клейковиной, 317 т/сутки, в то время как полученная суспензия крахмала содержит воды 1000 т/сут.Суспензию крахмала затеи промывают и получают промытую суспензию крахмала, содержащую ,20 воды 841 т/сут. На ступень промывки подают свежую воду в количестве 1572 т/сут, а выход водысо ступени промывки 1731 т/сут,25 734а выходящая со стадии промывки водасоставляет 1731 т/сутЭта вода имеет следующий состав:Азот, млн.д. 860Жесткость, Г 26С 1 , млн,д. 35РН 3,7Сухое вещество,г/л 13,9Растворимыевещества, г/л 1 3., 4и р аэделяется на дв е части . Часть еапо трубопроводу 1 2 в количестве1 1 6 3 т / сут р ециркулируют непо средствен но на ступень 6, в то время какдругую часть по трубопроводу 1 3 в количе стве 5 68 т / сут пропускают чер еэустановку 1 4 обратного осмоса . В этойустановке используется мембрана , которая удерживает 95 Х ИаС 1 и пропу скает поток пресной воды 4 4 л м/ чпри давлении 40 атм и температуре1 4 С . Сырье при температуре 1 7С идавлении 40 атм циркулирует в установк е обратного осмоса со скоростью2 м / с . Вода , проходящая по трубопрово"ду 1 5 через мембрану , в количестве2 8 4 т / сут имеет следующий состав :Аэо т , млн . д , 6Жесткость,Г 1,25С 1 , млн.д. Меньше 3Пропускание(600 х 10 М 4 см), Х 97,1рн 2,7Сухое вещество, г/л 0,22Растворимые вещества, г/л 0,22и ее рециркулируют посредством подачи свежей воды на ступень промывкикрахмала, Раствор по трубопроводу 16,выходящий из установки обратного осмоса, который не прошел через мембрану (концентрат) в количестве 284 т//сут имеет следующий состав:Азот, млн,д. 1710С 1 , мпн,д. 67рН 3,8Сухое вещество, г/л 27,8Растворимые вещества, г/л 22,6Этот. раствор рециркулирует на ступень6.Сравнение этого способа с известным способом, в котором не используется обратный осмос, показывает, чтопоследний требует 1572 т/сут свежейводы, причем 564 т/сут образуют замочную воду.3696Хотя общее количество промывной воды, используемой на стадии промывки, остается тем же (572 т/сут), количество подаваемой свежей воды5 уменьшается по сравнению с известным способом на 284 т/сут до 1288 т/сут, Таким образом количество воды, выводимой из системы в виде замочной воды, уменьшается с 564 т/сут соглас но известному способу до 280 т/сут.П р и м е р 4 (известный). В качестве исходного сырья используют картофель. Его измельчают, отделяют сок, волокна, концентрируют крахмал и про мывают.1000 т/сут измельченного картофе" ля поступают в установку на ступень отделения сока. Свежую воду подают в двух точках: 800 т/сут на ступень 20 отделения волокон (концентрация крахмала ) и 2700 т/сут на последнюю стадию ступени промывки крахмала. Полу" чают, т/сут: сок 803; волокна 33,5; сточная вода 3373,5; промытая суспен зия крахмала 290. Если остальные условия поддерживаются постоянными, увеличение количества свежей воды для промывки крахмала приводит к уве" личению количества сточной воды. 30Параллельно осуществляют процесс по предлагаемому способу. Отличие его от известного способа в том, чтоводу, выходящую с первой стадии ступени промывки крахмала, разделяют с помощью обратного осмоса на две Фракции, иэ которых первую рециркулируют на ступень промывки крахмала, а вторую направляют на ступени отдел ния сока и волокон (концентрации крахма ла).Таким образом, хотя общее количество используемой промывной воды остается тем же (2700 т/сут), количество подаваемой свежей воды уменьша ется наполовину по сравнению с известным способом (до 1350 т/сут). Таким же образом количество удаляемой сливной воды уменьшается с 3373,5 до 2023,5 т/сут. 50П р и м е р 5, Получение крахмала иэ пшеничной муки поясняется технологической схемой, изображенной на фиг.2. Пшеничную муку 17 суспендируют на начальной подготовительной 55 студени 18 и направляют на следующую ступень 9, где ее разделяют на поток, богатый крахмалом (А крахмал), и поток, богатый клейковиной. Послед 736ний поток затем направляют на стадию 20 получения клейковины, где выделяют клейковину 21. Выходящий из этой установки продукт делят на два потока, один иэ которых подвергают обратному осмосу 22 и расщепляют на первую фракцию (пермеат) с низким содержанием растворимых и нерастворимых веществ и вторую Фракцию (В крахмал). В крахмал 23 отделяют и направляют на ступень 24 концентрации, где выходящий поток 25 отводят и выделяют В крахмал 26. Тем временем первую фракцию (пермеат) рециркулируют и смешивают со свежей водой 27, поступающей в систему на последней стадии 28 промывки А крахмала. С этой ступени промывки крахмал подают на стадию 29 обезвоживания, волокна 30 и выходящий продукт 31 удаляют и получают А крахмал.Такая система позволяет уменьшить потребность в свежей воде на количество, равное количеству пермеата, пос тупающего иэ установки обратного осмоса, и уменьшает объем выходящего продукта, который необходимо выпаривать или подвергать другому виду обработки. Размер оборудования для концентрирования так же может быть уменьшен. Качество крахмала можно регулировать, регулируя количество получаемого и рециркулируемого Пермеата. Так как пшеница имеет высокие концентрации Ферментов и солей, то вымывание крахмала иэ пшеницы требует тщательного контроля.Предлагаемый способ, таким образом, позволяет сократить расход свежей воды на процессформула и э о б р е т е н и яСпособ получения крахмала, предусматривающий измельчение крахмало содержащего сырья, выделение иэ измельченного сырья крахмальной суспензии, ее очистку и последующую про. мывку крахмальной суспензии в несколько ступеней с введением свежей воды на последнюю ступень промывки, направлением промывной воДы со ступени на ступень в противотоке с промываемой суспензией н отводом промытой крахмальной суспенэии, о т л ич а ю щ и й с я тем, что,с целью сокращения расхода воды на процесс,7 1369673воду со стадии промывки или выделе- фракции, содержащей менее 000 млн,д. ния суспензии крахмала подвергают протеина, причем эту фракцию нозвра-, обратному осмосу с получением водной шают в процесс со свежей водой.Таблица 1 Подаваемый поток Концентрат Раствор, прошед- Вода городскоший мембрану го водопровода Азот, ч/млн. 860 ф 1710 0,5 Твердость, фУ 26 С 1 , ч/млн, 35 1,253 67 97,1 96,7 рН 3,7 3,8 2,7 7,5 Сухое вещество,г/л 13,9 27,8 0,2 0,3-0 Растворимые вещества, г/л 13,4 22,6 0,22 0,5 Анализ на азот проводят на отфильтрованных образцах. Таблица 2 Мембра- на 92,8 50,3 73,3 59,8 Таблица 3 Поток, прошедший через мембрану(600 х 10 з 4 см), Х3 Твердость, Р С 1ч, /млн,35 1 Задерживание по ИаС 17 Поток чистойводы (при1 О атм. и14 С), л м/ч 102,1 126,9 6 101,0 3,0 25,83910 369673,Продолжение табл.3Поток, прошедший через1Концентрат к мембране Подача2 3,7 3,7 3,7 3,7 3,1 3,1 3,1 рН Сухое вещество,г/л 44,3 010 014 019 Анализ на азот проводят на отфильтрованных образцах. иг. фиг, Г оставитель Г.Лошкарева ехред М.Ходанич ректор М,Демчик.Редактор Н.Рогулич аказ 319/5 го Производственно-полиграфическое предприятие жгород, ул. Проектная,Тираж 43 НИИПИ Государственн по делам изобрете 13035, Москва, Ж