Область применения:

• Глубокая переработка зерна
• Биоэтанольное производство
• Спиртзаводы
• Производство крахмала, включая модифицированный крахмал
• Производство сиропов, патоки
• Переработка глютена и пентозанов
• Получение органических полуфабрикатов для дальнейшей переработки

При глубокой переработке зерна происходит образование промышленных сточных вод с высоким содержанием органических веществ, которые подлежат утилизации. Очистка сточных вод после глубокой переработки зерна осуществляется с применением биологических очистных сооружений основанных, главным образом, на использовании анаэробного реактора .

Компания ЭнвироХеми одна из первых разработала и успешно внедряет для предприятий крахмальной отрасли промышленности. Важно отметить, биологические очистные сооружения должны учитывать не только состав и количество поступающих сточных вод, но и специфику самого производства. Это позволит сделать очистные сооружения более эффективными и надежными, обеспечит требуемое качество очистки.

Одним из примеров могут служить анаэробные очистные сооружения для предприятия по производству модифицированного крахмала в восточной Германии.

Компания ЭнвироХеми выполнила проектирование технологии, осуществила поставку, монтаж и успешный запуск биологических очистных сооружений. Одним из основных требований предприятия являлось максимальное образование биогаза и его использование на установке с получением тепловой и электрической энергии. Качество очистки должно соответствовать требования сброса в местную канализацию.

Анаэробные очистные сооружения предусматривают следующие стадии очистки:

• Предварительная механическая очистка
• Стадия биологического закисления
• Анаэробная очистка с применением 2-х метанреакторов Biomar ASBx

Особо следует отметить особенность переработки сточных вод на предприятиях, где существует производство модифицированного крахмала . Сточные воды характерны высоким содержание не только органических веществ (до 15000 мг/л ХПК), но и обладают значительным солесодержанием. Поэтому поставщику и проектировщику очистных сооружений необходимо иметь определенный специальный опыт и предусмотреть мероприятия по подготовке и дальнейшей обработки сточных вод. Использовать на анаэробных очистных сооружениях устойчивые к коррозии материалы (трубопроводы, арматура, измерительные приборы, строительные конструкции и т.д.).

Для достижения особых требований сброса в канализацию или водоем требуется отдельная стадия доочистки с применением систем позволяющих удалять биологически стойкие органические соединения, например использование установки озонирования.

Анаэробный активный ил для запуска анаэробных очистных сооружений завозится компанией ЭнвироХеми (по желанию Заказчика) с аналогичных анаэробных реакторов .

Компания ЭнвироХеми выполняет проектирование очистных сооружений , оказывает поддержку при строительстве очистных сооружений , осуществляет поставку и монтаж оборудования, проводит пуско-наладочные работа с последующим запуском в эксплуатацию.

Технология кукурузного крахмала с предварительным замачиванием зерна

Технология производства кукурузного крахмала с предварительным замачиванием кукурузного зерна, предназначенным для "мокрого" удаления зерновой оболочки и зародыша, конкурирует с технологией "сухого" извлечения этих компонентов.

Технология крахмала с предварительным замачиванием зерна включает ряд процессов: диффузию (замачивание зерна), измельчение, сепарирование, обезвоживание, сушку, складирование, которые характеризуются большими продуктовыми потоками, возвратами продуктов, многостадийностью обработки.

Здесь подробно рассматриваются стадии технологического процесса производства кукурузного крахмала, каждая из которых сопровождается побочными технологическими операциями. Например, замачивание зерна может продолжаться и после его дробления, а выделение оставшегося зародыша может продолжаться на стадии выделения и промывания мезги; выделение белка и оставшейся мелкой мезги из крахмала дополнительно осуществляется на стадии промывания крахмала. Итак:

• Расчет барабанного вакуум-фильтра для обезвоживания глютена

  Рассмотрим пример. Допустим, что для завода производительностью А = 360 тонн абсолютно сухой кукурузы в сутки требуется установить барабанный вакуум фильтр для обезвоживания глютена.

  Количество глютеновой суспензии, поступающей в корыто вакуум-фильтра, b"" = 103% к весу кукурузы;

  вязкость фильтрата при 25 гр Цельсия составляет м=1,67 * 10 -6 кг * мин/ м2;

  удельный вес сухого глютена y2=1180 кг/м2; содержание глютена в суспензии b"=10%;

  давление при фильтрации 6000 кг/м2;

  барабан вакуум фильтра делает за 2 минуты 1 оборот с углом погружения 120 градусов; удельный вес фильтрата y1=1004 кг/м3; сопротивление ткани р=1,6 * 10 11 м-1;

  влажность сходящего глютена w=60%

  С" = 10 * 1004 / 100 - 10 = 111,5 кг/м3

  Вес сухого остатка, отлагаемого при получении 1 м3 фильтрата

  С = 115,5 * 1004 * (100 - 60) / 1004 * (100 - 60) - 111,5 * 60 = 135 кг/м3

  Объемный вес обезвоженного глютена

  y0 = 100 * y1 * y2 / 100 * y1 + (y2 - y1) * w = 100 * 1004 * 1180 / 100 * 1004 + (1180 - 1004) * 60 = 1100 кг/м3

  Время фильтрации

  z1 = 140 / n * 360 = 140 / 0,5 * 360 = 0,78 мин

  Объем фильтрата, который отлагает осадок, сопротивление которого равно сопротивлению ткани

  V1 = р * y0 / r * C = 1,6 * 10 11 * 1100 / 200 * 10 11 * 135 = 0,0653 м3

  Константа фильтрации

  b = 1,67 * 10 -6 * (135 * 200 * 10 11 / 1100 * 2 * 6000) = 342 мин/м3

  Количество фильтрата, получаемого с 1 м2 поверхности за время z

  V = (100 * y1 * y2 / 100 * y1 + (y2 - y1) * w = 100 * 1004 * 1180 / 100 * 1004 + (1180 - 1004) * 60 = 0,0155 м2/ м3

  Минутное количество фильтрата может быть определено следующим образом

  Количество глютеновой суспензии, получаемое на заводе в минуту, составляет

  А * b"" / 24 * 60 * 100 , тонн

  где b"" - количество глютеновой суспензии в % к весу кукурузы; b""=103%

  Если в суспензии содержится глютена b"%, то количество глютена за минуту будет

  А * b"" * b" / 24 * 60 * 100 * 100, тонн

  При влажности глютена w% количество влажного глютена, снимаемого с барабанного вакуум фильтра, будет равно

  А * b"" * b" *100 / 24 * 60 * 100 * 100 * (100 - w), тонн

  Следовательно, минутное количество фильтрата

  V" = (А * b"" / 24 * 60 * 100) - (А * b"" * b" *100 / 24 * 60 * 100 * 100 * (100 - w)) , тонн

  V" = (А * b"" / 24 * 60 * 100) * (1 - (b" / 100 - w) * 1/y, м3/мин

  После подстановки получим:

  V" = (360 * 103 / 24 * 60 * 100) * (1 - (10 / 100 - 60) * 1/1,004 = 0,192 м3/мин

  Активная поверхность фильтрации:

  F = 0,192 * 0,78 / 0,0155 = 9,67 м2

  Полная поверхность фильтрации:

  F = (9,67 / 140) * 360 = 27 м2

  Толщина лепешки на фильтре:

  l = V * 100 * C / Y0 * (100 - w) = 0,0155 * 135 * 100 / Y0 * (100 - 60) = 0,00475 м

  Экстракт, отбираемый из замочной батареи, содержит 5 - 8% сухих веществ, в зависимости от способа работы замочной станции и технологической схемы производства. Экстракт представляет собой большую ценность как кормовое средство, а также как сырье для производства спирта этилового, сухих кормовых дрожжей или антибиотиков.

  Для сгущения экстракта после предварительной фильтрации его упаривают на выпарной установке. На выпарку поступает около 100% жидкого экстракта. Выпарная станция состоит из 2х или 3х корпусов. Увариваемый продукт имеет высокую кислотность, поэтому выпарные аппараты изготавляют из кислотоупорной аустенитной стали AISI 304. Экстракт после сгущения содержит 45-46% сухих веществ и имеет кислотность около 4 - 5% в пересчете на HCl

  При упаривании экстракта наблюдается обильное пенообразование, которое может привести к перебросу жидкости в паровую камеру последующего корпуса выпарного аппарата. Поэтому уровень жидкости в аппарате должен быть невысоким, аппарат нужно снабдить пеногасителями и пеноловушками.

  Экстракт из замочных чанов и сборника 25 подается в отстойник 6 для удаления взвешенных частиц путем непрерывного отстаивания, а из него - в сборник 62, из которого направляется на подогрев паром в теплообменник 63 до температуры 75-80"C. Затем он уваривается в выпарных аппаратах (трехкорпусная выпарная установка 64 ), поступает в сборник 72, взвешивается на тензометрических весах 71 и насосом 73 затаривается в цистерну.

  

  Образовавшийся при уваривании экстракта экстрапар конденсируется в поверхностном конденсаторе 75 и через барометрический сборник 76 насосом 676 перекачивается на градирню. Для конденсации пара в трубы конденсатора подается оборотная вода с градирни. Воздух, содержащийся в воде и паре, из конденсатора 75 выкачивается вакуум-насосом 77 и удаляется в атмосферу. По мере необходимости проводится химическая очистка поверхности нагрева выпарных аппаратов от накипи и других загрязнений.

  Расчёт выпарной станции для экстракта

  Для расчета выпарной станции составляется тепловой и материальный баланс каждого корпуса. Если плотность раствора, поступающего и уходящего с выпарки, известна, то количество выпаренной воды можно определить по такой формуле

  W = S * (СВ2 - СВ1 / СВ2) ,

  где S - количечтво жидкого раствора, поступающего в выпарку,

  где СВ1 и СВ2 - содержание сухих веществ в растворе до и после выпаривания в %,

  Пример. Завод перерабатывает 450 тонн абсолютно сухой кукурузы в сутки. Требуется определить расход пара на выпарку экстракта и поверхность нагрева каждого корпуса. Известно, что количество экстракта, поступающего на выпарку, равно 100% к весу кукурузы. Температура экстракта 35"C. Соковый пар с выпарки используется для подогрева экстракта перед выпаркой в теплообменниках первой группы. Начальное содержание сухих веществ в экстракте 7,5%, конечное - 40%. Теплоемкость сгущенного экстракта 0,93 ккал/кг "C

  Расход тепла для подогрева экстракта от 35 до 75"C с учетом 5% потерь

  Q = 100 * 1 * &75 - 35) * 1,05 = 4200 ккал

  Расход вторичного пара I корпуса установки на подогрев экстракта в теплообменнике

  E1 = Q / л - тк = 4200 / 638 - 94 = 7,7 кг

  где л - теплосодержание пара

  где тк - температура конденсата

  Количество выпариваемой воды из 100 кг экстракта

  W = 100 (40 - 7,5 / 40) = 81,5 кг кг

  Проектируем выпарную установку из трех корпусов с одинаковой поверхностью нагрева. При этом условии полезные разности температур в корпусах должны быть прямо пропорциональны относительным тепловым нагрузкам и обратно пропорциональны коэффициентам теплопередачи отдельных корпусов

  Опустим некоторые вычисления

  Таким образом поверхность нагрева корпусов

  F1 = 204 m2

  F2 = 204 m2

  F3 = 204 m2

  Основные характеристики сырья и готовой продукции при переработке кукурузы

  Современная техническая оснащенность кукурузо-крахмальных предприятий позволяет получать высокие показатели извлечения и качества крахмала при переработке кукурузы урожайных сортов и гибридов с высоким содержанием крахмала и низким - протеина.

  При переработке кукурузного зерна получают:

  сухой кукурузный крахмал, который должен соответствовать следующим показателям качества:

  цвет - белый с желтоватым оттенком в зависимости от сорта;

  массовая доля влаги, % не более - 13;

  кислотность, мл 0,1 М раствора гидроксида натрия, в пересчете на 100 г абс. сухого крахмала, не более - 500;

  количество крапин на 1 дм 2 поверхности крахмала при рассмотрении невооруженным глазом, не более - 500;

  кукурузный экстракт от станции замачивания зерна, в который переходит до 7% сухих веществ замачиваемого зерна; концентрация экстракта - 8-10%, рН 4,2-4,4; после выпаривания на выпарных установках под разрежением экстракт концентрирется до содержания 48-50% СВ; цвет экстракта - от желтого до коричневого;

  кукурузный зародыш зародыш, идущий на выработку кукурузного масла;

  мезгу и глютен (кукурузный белок) для приготовления корма.

  Для выработки сухих кукурузных кормов используют побочные продукты: экстракт, глютен, мезгу, кукурузный зародыш и получают корма двух видов - с экстрактом и без экстракта.

  Сухие смешанные кукурузные корма с массовой долей 88% СВ содержат, %: углеводы - 86, белок и клетчатка - 76; при этом 100 кг товарного корма равноценны 125-135 кормовым единицам. Сухой кукурузный корм применяется для скармливания животным в различных смесях и комбикормах. Корма должны соответствовать следующим показателям качества:

  цвет - от желто-серого до темно-коричневого,

  запах - свойственный корму, без постороннего запаха,

  массовая доля влаги, % - не более 12,

  массовая доля сырого протеина, % - не менее 18,

  Технологические схемы производства крахмала из кукурузы от компании Альфа-Лаваль

  Производство крахмала из кукурузы (Вариант 1) - без потокового измельчителя и усредняющего сепаратора:

  

  Производство крахмала из кукурузы (Вариант 2) - с использованием усредняющего сепаратора:

  

  Производство крахмала из кукурузы (Вариант 3) - с использованием потокового измельчителя:

  

  При работе даже по самым прогрессивным технологиям производства кукурузного крахмала по замкнутой схеме требуется расход свежей воды более 2 м 3 на 1 тонну зерна кукурузы, или 3,2 м 3 - на 1 тонну сухого крахмала.

  За счет противоточной промывки крахмала и сопутствующих ему веществ рециркуля­ционной процессовой водой расход свежей воды может быть снижен до 1,8 м 3 на 1 тонну зерна, но при дальнейшем уменьшении его ухудшается про­мывка крахмала от растворимых веществ, которые появляются в самом на­чале технологического потока - при замачивании зерна.

  

  Основными условиями эффективного функционирования и развития технологического потока производства крахмала явля­ются:

  снижение расхода воды путем совершенствования процессов измель­чения сырья и разделения измельченной массы,

  решение проблемы утилизации побочных продуктов путем уменьшения их влажности, повышения их питательной ценности как кормовых и пищевых продуктов за счет биохимических и тепловых способов обработки,

  возможность использования побочных продуктов для производства комбикормов

Цель исследования: изучить удобрительную ценность сточных вод пищевой промышленности. Эта категория сточных вод отличается большим разнообразием, предприятия располагаются по всей территории России. Для производства своей продукции (сахара, крахмала, патоки) эти предприятия потребляют большое количество воды. В отличие от многих предприятий сахарные заводы сосредоточены в южной и юго-западной части страны, в зоне черноземных почв. Очистка сточных вод осуществляется на большинстве заводов на полях фильтрации. Но очистка сточных вод на них осуществляется неудовлетворительно.

Особенность сахарного производства состоит в том, что образующиеся сточные воды отличаются высоким содержанием взвешенного осадка, обладают кислой реакцией с высоким содержанием солей натрия. Сахарные заводы имеют два вида сточных вод: условно чистые и производственные химически загрязненные сточные воды.

Первые из них сбрасываются в открытые водоемы (реки), вторые отправляются на очистные сооружения (поля фильтрации или сооружения искусственно-биологической очистки). Удобрительная ценность неосветленных сточных вод средняя, фосфор почти отсутствует .

Огромное количество землисто-известкового осадка образуется при применении извести в технологии производства (осветление сахарного сиропа) легко оседает, вода осветляется, улучшается ее состав. Осветление сточных вод сахарных заводов проводится в земляных прудах - отстойниках. После осветления сточные воды направляются и накапливаются в картах полей фильтрации. После отстаивания на полях фильтрации сточные воды подщелачиваются, реакция среды приближается к нейтральной или слабо щелочной. Содержание взвешенного осадка немного снижается, а концентрация растворенных веществ достигает оптимальных величин .

Сточные воды крахмальных и крахмалопаточных заводов

Данные заводы расположены во всех почвенно-климатических зонах, начиная от зоны дерново-подзолистых почв до черноземов и каштановых почв. Сырьем для производства являются картофель и кукуруза. До настоящего времени очистка и утилизация сточных вод на данных заводах до конца не решена. Большинство заводов сбрасывают неочищенные или слабо очищенные воды в реки, в результате чего являются загрязнителями поверхностных и грунтовых вод. В то же время сточные воды крахмальных заводов являются источником удобрительных веществ и в этом плане представляют интерес для сельского хозяйства .

Сточные воды при производстве картофельного крахмала отличаются высоким содержанием осадка различных органических веществ, в том числе органических кислот. Данные сточные воды быстро закисают. При производстве кукурузного крахмала для гидролиза зерна кукурузы применяется серная кислота, иногда натровая щелочь. Вследствие этого сточные воды крахмальных заводов, работающих на кукурузе, отличаются кислой реакцией. Сточные воды крахмальных заводов и комбинатов подразделяются с учетом технологического процесса на два вида: транспортерно-моечные и соково-промывные . На ряде предприятий они объединяются в общий сток.

Как правило, сточные воды крахмальных заводов имеют слабо кислую и кислую реакцию, им свойственно повышенное содержание растворенных веществ и би-карбонатный состав. В составе солей преобладают соли кальция, но при производстве кукурузного крахмала щелочным методом - соли натрия.

Для всех видов сточных вод крахмальных заводов, кроме транспортерно-моечных и повторно-промывных, характерно высокое содержание органических веществ. Удобрительная ценность высокая по калию и азоту. Общий сток и транспортерно-моечные воды содержат значительно меньше питательных веществ. Состав сточных вод крахмальных заводов существенно колеблется в течение суток и по суткам. Сточные воды пригодны для орошения после усреднения и разбавления чистой водой или транспортерно-моечными водами. Общий сток завода имеет, обычно, лучший состав для целей регулярного орошения.

Сточные воды гидролизных и биохимических заводов.

Гидролизные и биохимические заводы выпускают кормовые дрожжи. Исходным сырьем для их получения служат отходы сельского хозяйства (кукурузная кочерыжка, шелуха) и лесного хозяйства (древесные отходы). Гидролизные заводы расположены по всей территории России, включая восточные и северные, западные и южные районы страны.

Сточные воды данных заводов весьма своеобразны. Они отличаются высокой цветностью (коричнево-бурый цвет), наличием мелкодисперсного взвешенного осадка, кислой и слабо кислой реакцией среды, высоким содержанием аммиачного азота, сульфатов и органических веществ. Эти особенности обуславливаются технологией производства. Для получения биомассы отходы сельскохозяйственного производства гидролизуют-ся серной кислотой. Нейтрализация кислых стоков с основных стадий технологического процесса проводится аммиачной водой .Высокая цветность, наличие мелкодисперсного осадка, высокое содержание органических веществ обуславливаются воздействием серной кислоты на биомассу.

Сточные воды данных предприятий в своем исходном состоянии (до очистки) характеризуются кислой реакцией среды, значительным содержанием взвешенного осадка, высокой концентрацией растворенных веществ, сульфатно-бикарбонатным составом. В составе солей преобладают соли кальция. Сточные воды имеют высокую концентрацию растворенных веществ, которая варьирует в широких пределах. В составе растворенных веществ более 50% занимают органические вещества.

Реакция среды становится менее кислой, уменьшается более чем на 50% содержание растворенных веществ взвешенного осадка, органических веществ, в том числе сульфатов и биогенных элементов. Такая закономерность проявляется под влиянием искусственно-биологической очистки. На некоторых предприятиях сооружения искусственно-биологической очистки не обеспечивают доведения состава сточных вод до кондиции пригодных для сброса в водоемы. Эффект очистки достигает 60%. Остается цветность, высокое содержание биогенных элементов, органических веществ и сульфатов . После биологической и механической очистки сточные воды гидролизных заводов становятся пригодными для орошения сельскохозяйственных культур.

Сточные воды маслозаводов и маслосырзаводов

Предприятия по производству масла, сыра и первичной переработки молока в основном сосредоточенны в нечерноземной зоне России, охватывая такие регионы, как центральные области, а также южные районы нечерноземной зоны России. Основная масса этих предприятий расположена в зоне дерново-подзолистых, серых лесных и выщелоченных черноземных почв.

Предприятия молочной промышленности крайне разнообразны по мощности и, следовательно, по объему образующихся сточных вод. Преобладают средние и мелкие предприятия. Средние предприятия ежегодно сбрасывают в водоемы около 200250 тыс. м 3 /год неочищенных или слабо очищенных сточных вод.

Мелкие предприятия сбрасывают до 50-70 тыс. м3/год сточных вод. Сточные воды предприятий по переработке молока отличаются большим своеобразием . Они содержат много органических веществ, в числе которых много белковых соединений, которые быстро загнивают и приводят к загрязнению атмосферы. Сточным водам свойственно высокое содержание удобрительных элементов (азота, калия). Поэтому они представляют интерес для сельского хозяйства как источник удобрений.

В технологии производства не используются какие-либо токсические вещества. Определенную опасность представляют стоки от засолки сыров, где используется высококонцентрированный раствор хлористого натрия (№01) от 20-25%. Эти стоки образуются на маслосырзаводах и периодически сбрасываются небольшими объемами в общий коллектор сточных вод. В результате этих сбросов общий сток заметно ухудшается по многим агромелиоративным показателям. Целесообразно изолировать эти стоки от общего объема сточных вод ряда предприятий молочной промышленности.

В таблицах 1 и 2 представлены данные о химическом составе и удобрительной ценности сточных вод ряда предприятий молочной промышленности. На примере ОАО «Надежда» Ковылкинскогомаслосырзавода республики Мордовия, которое является типичным предприятием по производству масла и сыра, приведены данные химического состава сточных вод по основным циклам технологического процесса и общего стока завода . На всех стадиях технологического процесса образующиеся сточные воды (свежие) имеют кислую реакцию, высокое содержание органических веществ и биогенных элементов.

Содержание органических веществ (ХПК) варьирует от 6,5 до 7,7 мгО/л, общего азота от 105 до 216 мг/л, калия от 56 до 223 мг/л (исключая стоки солевых бассейнов), количество фосфора 18-60 мг/л. Агрессивные стоки характерны для солевых ванн. Эти стоки высококонцентрированные. Содержат 25 г растворенных солей, много солей натрия (25,3 г/л) и органических соединений (3 г/л). Такие стоки необходимо удалять из общего объема сточных вод.

Изучение химического состава сточных вод Ковылкинскогомаслосырзавода показало, что общий сток завода из прудов-накопителей, где сточные воды длительно хранятся и отстаиваются, характеризуется более благоприятным составом. Он имеет нейтральную или щелочную реакцию, менее высокую концентрацию растворенных веществ (1,4 г/л), бикарбонатно-хлоридный состав. В составе солей преобладают соли натрия. Удобрительная ценность и содержание органических веществ снижается, воды становятся пригодными для орошения сельскохозяйственных культур. На данном объекте стоки из солевых ванн вывозятся мобильным транспортом, следовательно, изолируются от общего объема сточных вод.

Таблица 1. Химический состав сточных вод ОАО «Надежда» Ковылкинскогомаслосырзавода республики Мордовия по основным технологическим циклам, мг/л

Взвеш. осадок

Сухой остаток

Прокал. остаток

Азот общ.

Азот аммач.

Стоки от мойки оборудования

Стоки от котельной

Стоки от бассейнов засолки сыров

Общий сток на территории завода

Общий сток насос.ст. на территории завода

Накопитель (общий сток завода)

Средние данные по общ.стоку (накопителя)

Таблица 2. Химический состав и удобрительная ценность сточных вод предприятий молочной промышленности

Предприятия

Взвеш. осадок

Сухой остаток

Прока-лостаток

Азот общий

Азот аммиач.

Торбеевский

маслозавод

Краснослобод-

ский маслозавод

Аташевский маслозавод

Ставровский молокозавод

В таблице 2 представлены данные по сточным водам других масло- и масло-сырзаводам. В таблице показан состав общего стока маслосырзаводов республики Мордовии и заводов Владимирской области.

Из данных таблицы видно, что сточные воды в исходном состоянии (до чистки) характеризуются повышенным содержанием взвешенного осадка, растворенных веществ, в том числе органических соединений и солей натрия. Сточные воды перед использованием требуют подготовки к орошению. В процессе подготовки сточные воды не должны иметь высокого содержания взвешенного осадка, органических соединений и удобрительных элементов. Воды требуют усреднения, отстаивания, изоляции солей натрия. Учитывая, что воды маслосырзаводов обладают высокой удобрительной ценностью, их целесообразно использовать для орошения сельскохозяйственных культур и в первую очередь кормовых.

Рассмотрев химический состав основных категорий и видов сточных вод с учетом технологии производства, можно сделать вывод, что сточные воды пищевой промышленности в своем исходном состоянии характеризуются высоким содержанием взвешенного осадка, растворенных веществ, органических соединений, повышенным содержанием биогенных элементов и некоторых веществ, попадание которых в сточные воды нежелательно.

Все виды и категории сточных вод в той или иной степени требуют подготовки к орошению. Характер и особенности подготовки их к орошению определяются составом сточных вод, технологией производства, особенностью природных условий зоны орошения. С помощью подготовки сточные воды должны быть доведены до кондиции, пригодной для орошения.

До 1945 г. потребность в крахмале и его изделиях в Германии удовлетворялась за счет работы 200 заводов, которые в сезон 1942/1943 гг. дали около 400 000 т продукции.[ ...]

Большинство заводов, которые являлись на 90% потребителями сельскохозяйственной продукции и на 10% промышленной продукции, находилось в восточных частях страны и занималось переработкой преимущественно картофеля. Только в немногих производствах в качестве исходного сырья использовались злаки.[ ...]

В 1949/1950 хозяйственном году в ФРГ было 12 маленьких производств, перерабатывавших 1С9 000 т картофеля, около 10 производств, перерабатывавших 85 000 т кукурузы, риса и проса и около 6 производств, перерабатывавших 19 000 т пшеницы.[ ...]

Так как на западе имеется недостаток в картофеле для крахмала, то его необходимо восполнять за счет ввоза из других стран.[ ...]

А. Фабрики картофельного крахмала. Переработка и сушка картофеля занимают большое место, особенно это относится к следующим районам: Бранденбург, Мекленбург-Померания, Нижняя Саксония, Саксония-Ангальт.[ ...]

Переработка картофеля начинается сразу же после уборки урожая, так как при хранении картофеля образуются потери, происходящие за счет усушки, замерзания и гниения, на что уходит от 5 до 10%. Следует отметить, что в случае замерзания картофель становится непригодным для производства крахмала. Все вышеуказанное привело к тому, что переработка картофеля стала производиться сезонно (сентябрь - январь).[ ...]

Согласно патенту Майцена (Ма!геп), картофель, перерабатываемый в крахмал, растирается и поступает в резервуар в виде густой кашицы. Химические добавки препятствуют разложению и осахариванию крахмала. Переработка этой кашицы с успехом производится даже в мае месяце.[ ...]

Рабочий процесс при всех видах производства крахмала в основном один и тот же. После сухой очистки на трясучих грохотах картофель подается гидротранспортом на фабрику. Здесь картофель подвергается промывке в барабанах, работающих по принципу противотока, в которых он при взаимном трении и при избытке воды под давлением очищается от прилипшей гря:и. При этом образуются сточные воды гидравлических транспортеров и от промывки картофеля. Картофель растирается затем в быстро вращающемся цилиндре, снабженном зубцами. Там же его подвергают тщательной промывке водой. Полученная масса измельчается в щеточных машинах или в мельницах. Водную суспензию, содержащую основную массу картофеля, отделяют на ситах от крахмального молока, которое поступает на повторное просеивание, а затем в отстойники, где крахмал, имея больший удельный вес, отделяется от воды, которая называется «плодовой водой».[ ...]

В результате последующих тщательных промывок крахмал полностью очищается. При этой операции, а также при последующем обезвоживании крахмала в центрифугах образуются промывные «крахмальные воды», имеющие концентрацию крахмала до 25С0 мг/л. При высокой мощности центрифуги эта концентрация может быть снижена до 25 мг/л .[ ...]

После сушки центрифугируемого материала получают готовую продукцию. На новых предприятиях вместо сит применяют гидроциклоны, которые обеспечивают быстрое извлечение картофельного крахмала и притом почти без потерь. По этому методу промывка осуществляется во время работы, и крахмал концентрируется до такой степени, что отбирается из центрифуги и может прямо поступать на сушку.

Благодаря разнообразию своих свойств, способности к их изменениям крахмал применяют в разных пищевых производствах (кондитерском, хлебопекарном, колбасном и др.), в кулинарии, для выработки крахмалопродуктов, в непищевых отраслях (парфюмерной, текстильной и др).

Калорийность 100г крахмала 350 ккал. В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, называемых крахмальными зернами. Крахмальные зерна разных растений характеризуются определенной формой, строением, размерами. По этим признакам можно установить вид крахмала. Крахмал можно изготовить, используя различное растительное сырье. При этом технология производства немного различна. В данной статье мы опишем технологию производства крахмала из картофеля и кукурузы.

Производство картофельного крахмала

От грязи и посторонних включений картофель отмывают на картофелемойке, потом подают на измельчение. Чем сильнее он будет измельчен, тем полнее будет выход крахмала из клеток, но при этом важно не повредить сами зерна крахмала. Сначала картофель двукратно измельчают на скоростных картофелетерках. Принцип их действия заключается в истирании клубней между рабочими поверхностями, образованными закрепленными на вращающемся барабане пилками с мелкими зубьями. На терках первого измельчения пилки выступают над поверхностью барабана на 1,5…1,7 мм, на терках второго измельчения - не более 1 мм. При втором измельчении дополнительно извлекают 3…5 % крахмала. Качество измельчения также зависит от состояния картофеля (свежий картофель измельчается лучше, чем мороженый или вялый).

После измельчения клубней, обеспечивающего раскрытия большей части клеток, получают смесь, состоящую из крахмала, почти полностью разрушенных клеточных оболочек, некоторого количества неразрушенных клеток и картофельного сока. Эту смесь называют картофельной кашкой. Крахмал, оставшийся в неразорванных клетках, теряется с побочным продуктом производства - картофельной мезгой. Этот крахмал принято называть связанным , а выделенный из клубней картофеля - свободным. Степень измельчения картофеля оценивают коэффициентом измельчения , который характеризует полноту разрушения клеток и количество извлечения крахмала. Его определяют отношением свободного крахмала в кашке к общему содержанию крахмала в картофеле. При нормальной работе он не должен быть меньше 90 %. Для повышения качества крахмала, его белизны и предупреждения развития микроорганизмов в картофельную кашку добавляют диоксид серы или сернистую кислоту.

В состав азотистых веществ сока входит тирозин, который под действием фермента тирозиназы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые могут сорбироваться зернами крахмала и снижать белизну готовой продукции. Поэтому сок отделяют от кашки сразу же после измельчения. Для выделения песка из крахмальной суспензии и отделения мезги с картофельным соком используют гидроциклоны. Принцип их действия основан на возникающей при вращении центробежной силе. В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37…40 %. Ее называют сырым картофельным крахмалом.

Для высушивания крахмала наиболее часто используют непрерывно действующие пневматические сушилки разной конструкции. В основу их работы положен принцип сушки разрыхленного крахмала в движущемся потоке горячего воздуха. Выход готового крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами. В связи с этим содержание крахмала в картофеле, поступающем на переработку, нормировано стандартом и должно составлять не менее 13…15 %, в зависимости от зоны возделывания.

При производстве крахмала предусмотрен его выпуск в двух формах: сухой и сырой картофельный крахмал. Количество сырого картофельного крахмала определяют в соответствии с ОСТ 10-103-88. Различают сырой крахмал марки А и марки В с влажностью 38 и 50 % соответственно. В зависимости от качества (цвета, наличия вкраплении, постороннего запаха) сырой крахмал подразделяют на три сорта - первый второй и третий. Сырой крахмал - скоропортящийся продукт и длительному хранению не подлежит, для консервации можно использовать диоксид серы 0,05 %-ной концентрации.

Сухой крахмал фасуют в мешки и мелкую упаковку. Картофельный крахмал упаковывают в двойные тканевые или бумажные мешки, а также мешки с полиэтиленовыми вкладышами массой не более 50 кг. По качеству крахмал, в соответствии с требованиями ГОСТ 7699-78 «Крахмал картофельный» подразделяют на следующие сорта: «Экстра», высший, первый и второй. Влажность крахмала должна быть 17…20 %, содержание золы 0,3…1,0 %, кислотность 6…20 ° в зависимости от сорта. Содержание сернистого ангидрида не более 0,005 %. Важный показатель, характеризующий чистоту и белизну крахмала, - количество крапин на 1 квадратный дм при рассмотрении невооруженным глазом. Для «Экстра» - 80, для высшего - 280, для первого - 700, для второго не нормируется. Крахмал второго сорта предназначен только для технических целей и промышленной переработки. Гарантийный срок хранения крахмала 2 года со дня выработки при относительной влажности воздуха не более 75 %.

Производство кукурузного крахмала

В общих чертах, процесс переработки кукурузы можно описать так: очищенная кукуруза размягчается в горячей воде, содержащей серу. При грубом помоле отделяется зародыш, а при тонком разделяются клетчатка и крахмал. Сход с мельниц очищается от глютена и многократно промывается в гидроциклонах для удаления последних следов протеина и получения качественного крахмала.

ОЧИСТКА. Сырьём для мокрого помола является обмолоченная кукуруза. Зерно проверяют и удаляют початки, солому, пыль и инородные материалы. Обычно очистка проводится дважды перед помолом. После второй очистки кукурузу делят на порции по весу и закладывают в бункеры. Из бункеров она гидравлически подаётся в замочные чаны.

ЗАМАЧИВАНИЕ. Правильное замачивание является необходимым условием высокого выхода и хорошего качества крахмала. Замачивание проводится в непрерывном противоточном процессе. Очищенная кукуруза загружается в батарею больших замочных ёмкостей (чанов), где она набухает в горячей воде около пятидесяти часов. Фактически, замачивание является контролируемой ферментацией, и добавление 1000-2000 ppm диоксида серы в замочную воду помогает управлять этой ферментацией. Замачивание в присутствии диоксида серы направляет ферментацию посредством ускорения роста благоприятных микроорганизмов, предпочтительно лактобактерий, с одновременным подавлением вредных бактерий, плесени, грибков и дрожжей. Растворимые вещества экстрагируются, а зёрна размягчаются. Зёрна увеличиваются в объёме более чем вдвое, содержание влаги в них возрастает примерно с15% до 45%.

Схема замачивания зерна на заводе мощностью 150 тонн кукурузы в день

ВЫПАРИВАНИЕ ЗАМОЧНОЙ ВОДЫ. Замочную воду сливают с зерна и конденсируют в многоступенчатой выпарной установке. Большинство органических кислот, образующихся во время ферментации, летучи и испаряются вместе с водой. Следовательно, конденсат с первой ступени выпарной установки необходимо нейтрализовать после утилизации тепла подогревом воды, поступающей на замачивание. Истощённая замочная вода, содержащая 6-7% сухих веществ, непрерывно отводится для последующей концентрации. Замочная вода конденсируется в самостерильный продукт - питательное вещество для микробиологической промышленности, или концентрируется приблизительно до 48% сухих веществ и смешивается и высушивается вместе с клетчаткой.

ПРОИЗВОДСТВО SO2. Для замачивания и размягчения кукурузного зерна и управления микробиологической активностью в течение процесса применяют сернистую кислоту. Диоксид серы получают, сжигая серу и поглощая образующийся газ водой. Абсорбция происходит в абсорбционных колоннах, где газ орошается водяными брызгами. Сернистая кислота собирается в промежуточные ёмкости. Диоксид серы можно также хранить в стальных баллонах под давлением.

ОТДЕЛЕНИЕ ЗАРОДЫША . Размягчённые зёрна разрушаются на абразивных мельницах для снятия оболочки и разрушения связей между зародышем и эндоспермом. Для поддержания процесса мокрого помола добавляется вода. Хорошее замачивание гарантирует свободное отделение неповреждённого зародыша от зёрен в процессе мягкого помола без выделения масла. Масло составляет половину веса зародыша на этой стадии, и зародыш легко отделяется центрифужной силой. Лёгкие зародыши отделяется от основной суспензии на гидроциклонах, предназначенных для отделения первичного зародыша. Для полного разделения поток продукта с остатками зародыша подвергается повторному помолу с последующей сепарацией на гидроциклонах, которая эффективно удаляет остаточный - вторичный - зародыш. Зародыши многократно промывают в противотоке на трёхступенчатом сите для удаления крахмала. Чистая вода добавляется на последней ступени.

Отделение зародыша на заводе мощностью 150 тонн кукурузы в день