RU2709667C1 - Method of extracting from a starch suspension of native starch, fractionated by size of starch granules - Google Patents

Method of extracting from a starch suspension of native starch, fractionated by size of starch granules Download PDF

Info

Publication number
RU2709667C1
RU2709667C1 RU2019122199A RU2019122199A RU2709667C1 RU 2709667 C1 RU2709667 C1 RU 2709667C1 RU 2019122199 A RU2019122199 A RU 2019122199A RU 2019122199 A RU2019122199 A RU 2019122199A RU 2709667 C1 RU2709667 C1 RU 2709667C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
starch
suspension
granules
size
separation
Prior art date
Application number
RU2019122199A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Лобанов
Юрий Федорович Росляков
Анастасия Александровна Заболотец
Владимир Владимирович Литвяк
Алексей Игоревич Ермаков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2019122199A priority Critical patent/RU2709667C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709667C1 publication Critical patent/RU2709667C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B30/00Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

FIELD: starched industry.
SUBSTANCE: method of extracting starch suspension of native starch, sized to size starch granules, comprising crushing raw material into a mush, feeding of mash into collector, filtration for separation of large particles of mash, separation of pulp in hydro cyclones into unrefined suspension and mixture of pulp and juice, dilution of unrefined starch suspension with water, its refining on an arc sieve with excess product outlet and filtered starch suspension, its supply to hydro cyclones for condensation, dehydration of condensed suspension till achievement of specified moisture content of starch and its drying. Obtained starch suspension after refining is subjected to fractionation process differing by starch granule size prior to its thickening. Separation is carried out in several steps. First, the suspension is directed to sieve separation, which enables to release granules with size of more than 50 mcm using sieve plants VS-4, Sh5-PSL-200, RZ-PSL-100, CLS-100, CLS-200, BSS-100, Sh5_PSB-9, PSU-100, PSU-200, BSK-200 with metal sieves having holes of round or square cells with dimensions of 150 mcm, 100 mcm and 50 mcm at temperature of not more than 30 °C at average capacity of sieves from 1,500 to 4,000 kg/h. Then it is separated in hydro cyclone unit with suspension flow rate – up to 2,500 m3/h, cylindrical part diameter – up to 2,000 mm, conical part angle from 10° up to 160°, feeding hole diameter is up to 420 mm, drain hole diameter is up to 520 mm for granules separation in 30–50 mcm size range. For separation of granules in the size range of 10–30 mcm, filtering on membrane filters with pump operating frequency from 35 to 50 Hz with pressure at output of 4 atm to obtain fractions in size range from 10 mcm to 30 mcm and with pressure of 18 atm and with temperature of filtered starched suspension of not more than 40 °C when producing fraction smaller than 10 mcm.
EFFECT: invention enables to develop a highly efficient, cheap and environmentally safe method of extracting starch suspension of native starch, classified by size of granules.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к крахмало-паточной отрасли пищевой промышленности и может быть использовано при получении из суспензии нативного крахмала, классифицированного по размеру гранул.The invention relates to starch-syrup industry of the food industry and can be used to obtain native starch from a suspension, classified by granule size.

Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономичный и экологически безопасный способ выделения из крахмальной суспензии нативного крахмала, классифицированного по размеру гранул.EFFECT: invention enables to develop a highly effective, economical, and environmentally safe method for isolating native starch from a starch suspension, classified by granule size.

Известен способ переработки кукурузы на крахмал, предусматривающий пять обязательных стадий: предварительное размягчение структуры зерна кукурузы путем замачивания его в кислой среде, выделение и промывание зародыша, выделение и промывание мезги, выделение и концентрирование белка, промывание крахмала и его сушка [1].A known method of processing corn into starch, comprising five mandatory steps: pre-softening the grain structure of corn by soaking it in an acidic environment, isolating and washing the germ, isolating and washing the pulp, isolating and concentrating the protein, washing the starch and drying it [1].

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса и невозможность получения нативного кукурузного крахмала необходимых органолептических и физико-химических свойств. Таким способом можно получить только нативный кукурузный крахмал с характеристиками, регламентированными в ГОСТ 7697-82 «Крахмал кукурузный».The disadvantage of this method is the complexity of the process and the inability to obtain native corn starch with the necessary organoleptic and physico-chemical properties. In this way, you can get only native corn starch with the characteristics regulated in GOST 7697-82 "Corn starch."

Известны способы переработки картофеля на крахмал с использованием разнообразных технологических схем, оснащенных различными видами применяемого для этих целей технологического оборудования. Однако, независимо от аппаратурного оформления, каждый из этих способов включает стадии производства, которые свойственны всем современным технологиям производства картофельного крахмала: подготовка картофеля к переработке, измельчение, выделение картофельного (клеточного) сока и мезги, очистка крахмала, его обезвоживание и сушка [2].Known methods for processing potatoes into starch using a variety of technological schemes, equipped with various types of technological equipment used for these purposes. However, regardless of the hardware design, each of these methods includes production stages that are characteristic of all modern technologies for the production of potato starch: preparation of potatoes for processing, grinding, isolation of potato (cell) juice and pulp, peeling of starch, its dehydration and drying [2] .

Недостатками известных способов являются громоздкость технологической линий, длительность и сложность технологического процесса при одновременной невозможности получения нативного крахмала заданных свойств.The disadvantages of the known methods are the bulkiness of the production lines, the duration and complexity of the process while it is impossible to obtain native starch with the desired properties.

Известен способ переработки сырья различного ботанического происхождения с выделением групп частиц крахмала, классифицированного по размеру гранул в воздушной среде. Разделение осуществляется в три стадии: на первой стадии осуществляется ситовое разделение сухого крахмала с выделением крахмальных гранул размером более 100 мкм. На второй стадии осуществляют разделение крахмальных гранул по размеру в поле центробежных сил для выделения крахмальных гранул в интервале размеров 30-100 мкм. На третьей стадии осуществляется фильтрация при помощи рукавных фильтров с выделением гранул в интервале размеров 10-30 мкм.A known method of processing raw materials of various botanical origin with the allocation of groups of particles of starch, classified by the size of the granules in the air. Separation is carried out in three stages: at the first stage, sieve separation of dry starch is carried out with the release of starch granules larger than 100 microns. At the second stage, starch granules are separated by size in the field of centrifugal forces to isolate starch granules in the size range of 30-100 μm. At the third stage, filtering is carried out using bag filters with the selection of granules in the size range of 10-30 microns.

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса и его невысокая эффективность.The disadvantage of this method is the complexity of the process and its low efficiency.

Наиболее близким к изобретению является способ получения нативного крахмала [3] - прототип, предусматривающий подготовку к переработке и измельчение крахмалсодержащего сырья, использованиеClosest to the invention is a method for producing native starch [3] - a prototype involving preparation for processing and grinding of starch-containing raw materials, use

многоступенчатой гидроциклонной установки, на которой осуществляются операции разделения тонкоизмельченного крахмалсодержащего сырья на крахмальную суспензию и смесь мезги с другими побочными продуктами, а также впоследствии осуществляют частичное сгущение крахмальной суспензии, с последующим обезвоживанием, сушкой, удалением металломагнитных примесей, фасовкой, упаковкой, маркировкой и транспортированием крахмала.a multistage hydrocyclone unit, in which the operations of separating finely ground starch-containing raw materials into starch slurry and pulp mix with other by-products are carried out, and subsequently, the starch slurry is partially thickened, followed by dehydration, drying, removal of metal-magnetic impurities, packaging, packaging and marking .

По техническим характеристикам и технико-экономическим показателям гидроциклонная установка многократно превосходит другие виды технологического оборудования.In terms of technical characteristics and technical and economic indicators, the hydrocyclone unit is many times superior to other types of technological equipment.

Недостатком способа является, прежде всего, невозможность получения крахмала с заданными потребительскими характеристиками (органолептическими и физико-химическими свойствами). Данным способам можно получить нативный крахмал только с потребительскими характеристиками, регламентированными ГОСТ 7699-78 «Крахмал картофельный».The disadvantage of this method is, first of all, the inability to obtain starch with predetermined consumer characteristics (organoleptic and physico-chemical properties). With these methods you can get native starch only with consumer characteristics, regulated by GOST 7699-78 "Potato starch."

Нативный крахмал, в том числе и картофельный, широко используется в пищевой промышленности и технических целях. Очень часто для получения качественного конечного продукта требуется применение нативного крахмала с целенаправленно измененными свойствами. Изменение свойств нативного крахмала осуществляют в результате модифицирования (воздействия физическим или химическим или сочетанным модифицирующим фактором), что существенно повышает стоимость крахмала и не является экологически безопасным. Кроме того, химически модифицированные замещенные крахмалы обладают измененной структурой и имеют небольшое количество включенного в структуру химического модифицирующего фактора, что не является естественным и не всегда полностью безопасно для организма человека.Native starch, including potato starch, is widely used in the food industry and technical purposes. Very often, to obtain a high-quality final product, the use of native starch with purposefully changed properties is required. The change in the properties of native starch is carried out as a result of modification (exposure to a physical or chemical or combined modifying factor), which significantly increases the cost of starch and is not environmentally friendly. In addition, chemically modified substituted starches have a changed structure and have a small amount of a chemical modifying factor included in the structure, which is not natural and not always completely safe for the human body.

Таким образом, технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка высокоэффективного, экономичного и экологически безопасного способа получения из крахмальной суспензии нативного крахмала, фракционированного по размеру крахмальных гранул, из сырья различного ботанического происхождения, что позволит осуществлять тонкую регуляцию потребительских характеристик (органолептических и физико-химических свойств), не используя физических, химических и сочетанных модифицирующих факторов.Thus, the technical problem to which this invention is directed is to develop a highly efficient, economical and environmentally friendly method for producing native starch, fractionated by the size of starch granules, from starch from various raw materials of various botanical origin from the starch suspension, which will allow for fine regulation of consumer characteristics (organoleptic and physico-chemical properties), without using physical, chemical and combined modifying factors.

Решение технической задачи достигается тем, что способ выделения из крахмальной суспензии нативного крахмала, фракционированного по размеру крахмальных гранул, предусматривающий подготовку к переработке и измельчение крахмалсодержащего сырья, использование многоступенчатой гидроциклонной установки, на которой осуществляются операции разделения тонкоизмельченного крахмалсодержащего сырья на крахмальную суспензию и смесь мезги с другими побочными продуктами, а также впоследствии осуществляют частичное сгущение крахмальной суспензии, с последующим обезвоживанием, сушкой, удалением металломагнитных примесей, фасовкой, упаковкой, маркировкой и транспортированием крахмала, отличается тем, что полученная крахмальная суспензия после рафинирования перед ее сгущением подвергается процессу разделения на фракции, отличающиеся размерами крахмальных гранул, при этом разделение осуществляется в несколько стадий: ситовое разделение, позволяющее выделять гранулы размером более 50 мкм с использованием ситовых установок ВС-4, Ш5-ПСЛ-200, РЗ-ПСЛ-100, ЦЛС-100, ЦЛС-200, БСС-100, Ш5_ПСБ-9, ПСУ-100, ПСУ-200, БСК-200 с металлическими ситами, имеющими отверстия ячеек круглой или квадратной формы с размерами 150 мкм, 100 мкм и 50 мкм при температуре не более 30°С при средней производительности сит от 1500 до 4000 кг/ч; разделение в гидроциклонной установке с расходом суспензии - до 2500 м3/час, диаметром цилиндрической части - до 2000 мм, углом конической части от 10° до 160°, диаметром питающего отверстия - до 420 мм, диаметром сливового отверстия - до 520 мм для выделения гранул в интервале размеров 30-50 мкм; фильтрация для выделения гранул в интервале размеров 10-30 мкм на мембранных фильтрах с частотой работы насоса от 35 до 50 Гц с Давлением на выходе 4 атм. для получения фракций в интервале размеров от 10 мкм до 30 мкм, 18 атм. и с температурой фильтруемой крахмальной суспензии не более 40°С - при получении фракции менее 10 мкм.The solution to the technical problem is achieved by the fact that a method for isolating native starch, fractionated by the size of starch granules from a starch suspension, involves preparing for processing and grinding starch-containing raw materials, using a multi-stage hydrocyclone unit, in which operations are carried out for the separation of finely divided starch-containing raw materials into starch slurry other by-products, and also subsequently carry out a partial thickening of starch suspension Research, followed by dehydration, drying, removal of metallomagnetic impurities, packaging, packaging, labeling and transportation of starch, is characterized in that the obtained starch suspension after refining before it is condensed is subjected to a process of separation into fractions that differ in size of starch granules, while the separation is carried out in several stages: sieve separation, allowing to select granules larger than 50 microns in size using sieve plants VS-4, Sh5-PSL-200, RZ-PSL-100, TsLS-100, TsLS-200, BSS-100, Sh5_PSB-9, PS U-100, PSU-200, BSK-200 with metal sieves having openings of round or square cells with sizes of 150 microns, 100 microns and 50 microns at a temperature of not more than 30 ° C with an average capacity of sieves from 1500 to 4000 kg / h ; separation in a hydrocyclone unit with a suspension flow rate of up to 2500 m 3 / h, a diameter of a cylindrical part of up to 2000 mm, an angle of the conical part of 10 ° to 160 °, a diameter of the supply opening of up to 420 mm, a diameter of the discharge opening of up to 520 mm for separation granules in the size range of 30-50 microns; filtration to isolate granules in the size range of 10-30 microns on membrane filters with a pump frequency of 35 to 50 Hz with an outlet pressure of 4 atm. to obtain fractions in the size range from 10 microns to 30 microns, 18 atm. and with a temperature of the filtered starch suspension of not more than 40 ° C - upon receipt of a fraction of less than 10 microns.

Нативный крахмал - природный полимер, в котором мономеры (остатки α-D-глюкопиранозы) связаны α-(1→4)- и α-(1→6)-глюкозидными связями, образуя амилозу (полимер линейного строения) и амилопектин (полисахарид разветвленного строения). Крахмальные фракции (амилоза и амилопектин) компактно упакованы в крахмальные зерна (гранулы). Крахмальные гранулы имеют овальную, сферическую или неправильную форму, их диаметр колеблется в пределах 0,002-0,15 мм. Крахмальные зерна разделяются на простые и сложные: простые зерна представляют собой однородные образования; сложные - сочетание более мелких частиц. Плотность крахмала равна в среднем 1,5 кг/м3.Native starch is a natural polymer in which monomers (residues of α-D-glucopyranose) are linked by α- (1 → 4) - and α- (1 → 6) -glucoside bonds, forming amylose (linear polymer) and amylopectin (branched polysaccharide buildings). Starch fractions (amylose and amylopectin) are compactly packed in starch grains (granules). Starch granules are oval, spherical or irregular in shape, their diameter ranges from 0.002-0.15 mm. Starch grains are divided into simple and complex: simple grains are homogeneous formations; complex - a combination of smaller particles. The starch density is on average 1.5 kg / m 3 .

Таким образом, на основании анализа особенностей строения нативного крахмала можно сделать предположение, что основной структурной характеристикой строения нативного крахмала, обуславливающей его свойства, является крахмальная гранула. Так, особенности размера и формы крахмальных гранул обуславливают (определяют) проявление следующих свойств (характеристик) крахмала:Thus, based on the analysis of the structural features of native starch, it can be assumed that the main structural characteristic of the structure of native starch, which determines its properties, is starch granule. So, the features of the size and shape of starch granules determine (determine) the manifestation of the following properties (characteristics) of starch:

1. Количество связанной влаги (чем больше крахмальная гранула, тем больше связанной влаги имеется в крахмале и наоборот).1. The amount of bound moisture (the larger the starch granule, the more bound moisture is in the starch and vice versa).

2. Температуру клейстеризации (чем больше крахмальная гранула, тем меньше температура ее клейстеризации и наоборот).2. The temperature of gelatinization (the larger the starch granule, the lower the temperature of its gelatinization and vice versa).

3. Соотношение крахмальных фракций разветвленной фракции амилопектина и линейной амилозы (формирование крахмальной гранулы обусловлено взаимодействием линейных участков амилопектина друг с другом или с амилозой).3. The ratio of the starch fractions of the branched fraction of amylopectin and linear amylose (the formation of starch granules is due to the interaction of linear sections of amylopectin with each other or with amylose).

4. Реологические характеристики крахмального клейстера (вязкость крахмального клейстера обусловлена соотношением крахмальных фракций амилопектина и амилозы).4. Rheological characteristics of starch paste (the viscosity of starch paste is due to the ratio of starch fractions of amylopectin and amylose).

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Для переработки можно использовать следующее крахмалосодержащее сырье (нативный крахмал) по техническим нормативным правовым актам: ржаной, пшеничный, тритикалевый, ячменный, овсяный, кукурузный, рисовый, пшонный, чумизный, сорговый, гречишный, картофельный, тапиоковый или маниоковый, гороховый, нутовый, фасолевый, бобовый, чечевичный, банановый.For processing, you can use the following starch-containing raw materials (native starch) according to technical regulatory legal acts: rye, wheat, triticale, barley, oat, corn, rice, millet, chumis, sorghum, buckwheat, potato, tapioca or cassava, pea, pea, pea, , bean, lentil, banana.

Технология получения нативного крахмала включает следующие последовательно осуществляемые технологические операции: подготовку к переработке и измельчение крахмалсодержащего сырья, использование многоступенчатой гидроциклонной установки, на которой осуществляются операции разделения тонкоизмельченного крахмалсодержащего сырья на крахмальную суспензию и смесь мезги с другими побочными продуктами, а также впоследствии осуществляют частичное сгущение крахмальной суспензии, с последующим обезвоживанием, сушкой, удалением металломагнитных примесей, фасовкой, упаковкой, маркировкой и транспортированием крахмала.The technology for producing native starch includes the following successive technological operations: preparation for processing and grinding of starch-containing raw materials, the use of a multi-stage hydrocyclone plant, where operations are carried out for separating finely ground starch-containing raw materials into starch suspension and a mixture of pulp with other by-products, and subsequently partially thicken the starch suspensions, followed by dehydration, drying, metal removal Magnetic impurities, packaging, packaging, labeling and transportation of starch.

На фиг. 1 схематично представлен способ получения нативного крахмала, фракционированного по размеру крахмальных гранул, из сырья различного ботанического происхождения - способ получения нативного фракционированного крахмала.In FIG. 1 schematically shows a method for producing native starch, fractionated by the size of starch granules, from raw materials of various botanical origin - a method for producing native fractionated starch.

Полученная крахмальная суспензия после процесса рафинирования перед сгущением разделяется на фракции, отличающиеся размерами крахмальных гранул, при этом разделение осуществляется в несколько стадий:The resulting starch suspension after the refinement process before thickening is divided into fractions that differ in the size of the starch granules, while the separation is carried out in several stages:

- ситовое разделение крахмала с выделением крахмальных гранул размером более 50 мкм;- sieve separation of starch with the release of starch granules larger than 50 microns;

- разделение крахмальных гранул по размеру в гидроциклонной установке для выделения крахмальных гранул в интервале размеров 30-50 мкм;- separation of starch granules by size in a hydrocyclone unit for isolating starch granules in the size range of 30-50 microns;

- фильтрация при помощи мембранных фильтров с выделением гранул в интервале размеров 10-30 мкм.- filtration using membrane filters with the selection of granules in the size range of 10-30 microns.

Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения. Характеристики фракции гранул нативного крахмала приведены в таблице 1.The following are examples of specific embodiments of the invention. The characteristics of the fraction of granules of native starch are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 1. Фракционирование крахмальных гранул по размеру методом ситового разделения.Example 1. Fractionation of starch granules by size by sieve separation.

При ситовом разделении крахмальная суспензия пропускаются через сита или решета. При прохождении суспензии через сито частицы твердой фазы задерживаются на поверхности ситового полотна, а жидкая фаза свободно протекает через мелкие поры ситового полотна и далее выводится из устройства. Крупность получаемых фракций при этом определяется размерами отверстий сит.In screening, starch slurry is passed through sieves or sieves. When the suspension passes through a sieve, the particles of the solid phase are retained on the surface of the sieve cloth, and the liquid phase freely flows through the small pores of the sieve cloth and is then removed from the device. The size of the obtained fractions is determined by the size of the sieve openings.

Постепенно на поверхности фракционируемого материала образуется осадок, который служит дополнительным фракционирующим слоем. С увеличением слоя осадка размер фракционируемых гранул уменьшается, но возрастает потеря напора при прохождении жидкости через ситовую перегородку. В связи с этим при образовании слоя осадка определенной толщины фракционирование нужно прекратить, а лишний слой осадка удалить с поверхности сита. Сита для фракционирования крахмальной суспензии могут быть тканевыми (хлопчатобумажными, шерстяными, синтетическими), стеклоткаными, металлическими, из пористой керамики или пористого стекла, графита. Применяемые сита имеют каркас из нержавеющей стали или малоуглеродистой стали, изготавливаются как с круглыми, так и с квадратными отверстиями. Температура разделяемой крахмальной суспензии не должна превышать 30°С.Gradually, a precipitate forms on the surface of the fractionated material, which serves as an additional fractionation layer. With an increase in the sediment layer, the size of the fractionated granules decreases, but the pressure loss increases as the fluid passes through the screen. In this regard, when a sediment layer of a certain thickness is formed, fractionation must be stopped, and the excess sediment layer must be removed from the sieve surface. The sieves for fractionation of starch suspension can be fabric (cotton, wool, synthetic), fiberglass, metal, made of porous ceramic or porous glass, graphite. The sieves used have a frame made of stainless steel or mild steel, they are made with both round and square holes. The temperature of the starch suspension to be separated should not exceed 30 ° C.

Группы сит различаются по принятой системе нумерации. В качестве номера металлического сита принят размер его ячеек в мм. Так, если сито №850, то это значит, что размер его ячеек равен 0,85 мм. Таким образом, для получения фракционированного нативного крахмала фракций групп «Максимус», «Макси» и «Пионер» можно использовать сита с круглыми или квадратными отверстиями с размерами ячеек 150 мкм (0,15 мм), 100 мкм (0,1 мм) и 50 мкм (0,05 мм) соответственно на ситовых установках различных конструкций и производителей, применяемые в крахмало-паточной и молочной промышленности: ВС-4, Ш5-ПСЛ-200, РЗ-ПСЛ-100, ЦЛС-100, ЦЛС-200, БСС-100, Ш5_ПСБ-9, ПСУ-100, ПСУ-200, БСК-200 и другие [4].The sieve groups differ according to the adopted numbering system. As the number of the metal sieve, the size of its cells in mm was adopted. So, if sieve No. 850, then this means that its mesh size is 0.85 mm. Thus, to obtain fractionated native starch fractions of the groups "Maximus", "Maxi" and "Pioneer" you can use sieves with round or square holes with mesh sizes of 150 μm (0.15 mm), 100 μm (0.1 mm) and 50 μm (0.05 mm), respectively, on sieve plants of various designs and manufacturers used in the starch-syrup and dairy industries: VS-4, Sh5-PSL-200, RZ-PSL-100, TsLS-100, TsLS-200, BSS-100, Sh5_PSB-9, PSU-100, PSU-200, BSK-200 and others [4].

Пример 2. Фракционирование крахмальных гранул по размеру в гидроциклонной установке.Example 2. The fractionation of starch granules in size in a hydrocyclone installation.

Фракции крахмала с размерами частиц менее 50 мкм предлагается перемещать в системах гидротранспорта. Для выделения фракций группы «Супериор» нативного крахмала проходовую фракцию после ситовой установки по системе гидротранспорта предлагается направлять в гидроциклоны, которые применяются для разделения твердых частиц в жидкой среде или жидком растворе.Fractions of starch with particle sizes less than 50 microns are proposed to be moved in hydraulic transport systems. In order to isolate fractions of the “Superior” group of native starch, it is proposed to send the pass-through fraction after a sieve installation using a hydraulic transport system to hydrocyclones, which are used to separate solid particles in a liquid medium or liquid solution.

В основе конструкции гидроциклона лежит принцип использования сил гравитации и центробежной силы. Процесс выделения частиц крахмала посредством гидроциклона представляет собой комплексный гидродинамический процесс, при котором жидкость с твердыми частицами различных размеров перемещается в разных направлениях вихреобразно. Крупные частицы нативного крахмала собираются во внешних слоях жидкости и выводятся с ней в сборник, образуя, таким образом, фракцию «Пионер», а жидкость с более мелкими частицами крахмала выводится из аппарата и направляется на дальнейшую очистку.The design of the hydrocyclone is based on the principle of using gravity and centrifugal forces. The process of separating starch particles by means of a hydrocyclone is a complex hydrodynamic process in which a fluid with solid particles of various sizes moves in different directions in a vortex-like manner. Large particles of native starch are collected in the outer layers of the liquid and removed with it into the collection, thus forming the “Pioneer” fraction, and liquid with smaller particles of starch is removed from the apparatus and sent for further cleaning.

Для получения фракционированного нативного крахмала фракций группы «Супериор» можно использовать гидроциклоны различных конструкций и производителей, применяемые для очистки жидкости от твердых частиц в различных отраслях пищевой промышленности. Основными техническими характеристиками гидроциклонов будут являться: расход суспензии - до 2500 м3/час; диаметр цилиндрической части - до 2000 мм; угол конической части от 10° до 160°; диаметр питающего отверстия - до 420 мм; диаметр сливного отверстия - до 520 мм.To obtain fractionated native starch of fractions of the Superior group, one can use hydrocyclones of various designs and manufacturers used to purify liquids from solid particles in various branches of the food industry. The main technical characteristics of hydrocyclones will be: suspension flow rate - up to 2500 m 3 / h; the diameter of the cylindrical part is up to 2000 mm; conical angle from 10 ° to 160 °; diameter of the feed hole - up to 420 mm; the diameter of the drain hole is up to 520 mm.

Пример 3. Фракционирование крахмальных гранул по размеру методом фильтрации.Example 3. Fractionation of starch granules by size by filtration.

После гидроциклона по системам гидротранспорта наиболее мелкие фракции нативного крахмала направляются на разделение в мембранные фильтры, где получают фракции групп «Прима», «Секунда» и «Отход». Мембранные фильтры применяют для высокоэффективной очистки жидких систем с выделением твердых микрочастиц (размер микрочастиц менее 30 мкм). Для крахмального производства предлагается использовать трубчатые мембранные фильтры различных производителей, применяемые в молочной промышленности [4]. Основными техническими характеристиками мембранных фильтров будут являться: частота работы насоса в рабочем режиме от 35 до 50 Гц; при получении фракции группы «Прима», «Секунда» давление на выходе составит около 4 атм.; при получении фракции группы «Отход» - около 18 атм. Температура фильтруемой крахмальной суспензии не должна превышать 40°С.After the hydrocyclone by hydrotransport systems, the smallest fractions of native starch are sent for separation into membrane filters, where fractions of the Prima, Secunda and Waste groups are obtained. Membrane filters are used for highly efficient cleaning of liquid systems with the release of solid microparticles (microparticle size less than 30 microns). For starch production it is proposed to use tubular membrane filters of various manufacturers used in the dairy industry [4]. The main technical characteristics of membrane filters will be: the frequency of the pump in operation from 35 to 50 Hz; upon receipt of a fraction of the Prima, Secunda group, the outlet pressure will be about 4 atm .; upon receipt of the fraction of the group "Waste" - about 18 atm. The temperature of the filtered starch suspension should not exceed 40 ° C.

Таким образом, нами предлагается высокоэффективный, экономичный и экологически безопасный способ получения нативного фракционированного крахмала из сырья различного ботанического происхождения, позволяющий осуществлять тонкую регуляцию потребительских характеристик (органолептических и физико-химических свойств) нативных крахмалов и других пищевых порошков не используя физических, химических и сочетанных модифицирующих факторов.Thus, we propose a highly effective, economical, and environmentally friendly method for producing native fractionated starch from raw materials of various botanical origin, which allows fine-tuning of consumer characteristics (organoleptic and physicochemical properties) of native starches and other food powders without using physical, chemical, and combined modifying factors.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:Sources of information taken into account when filling out the application:

1. Крахмал и крахмалопродукты / Н.Г. Глюк, А.И. Жушман, Т.А. Ладур, Е.А. Штыркова. - М.: Агропромиздат, 1985. - 240 с.1. Starch and starch products / N.G. Gluck, A.I. Zhushman, T.A. Ladur, E.A. Shtyrkova. - M .: Agropromizdat, 1985 .-- 240 p.

2. Костенко В.Г., Овчинников А.Е., Горбатов В.М. Производство крахмала. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 200 с.2. Kostenko V.G., Ovchinnikov A.E., Gorbatov V.M. Starch production. - M .: Light and food industry, 1983. - 200 p.

3. Андреев Н.Р. Основы производства нативных крахмалов. М.: Изд.: Пищепромиздат, 2001. - С. 289.3. Andreev N.R. The basics of the production of native starches. M .: Publishing House: Pishchepromizdat, 2001 .-- S. 289.

4. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности / В.Д. Сурков, Н.Н. Липатов, Ю.П. Золотин. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983. - 432 с.4. Technological equipment of dairy enterprises / V.D. Surkov, N.N. Lipatov, Yu.P. Zolotin. - 3rd ed., Revised. and add. - M .: Light and food industry, 1983. - 432 p.

Claims (1)

Способ выделения из крахмальной суспензии нативного крахмала, фракционированного по размеру крахмальных гранул, предусматривающий измельчение сырья в кашку, подачу кашки в сборник, фильтрацию для выделения из нее крупных частиц мезги, разделение кашки в гидроциклонах на нерафинированную суспензию и смесь мезги и сока, разбавление нерафинированной крахмальной суспензии водой, рафинирование ее на дуговом сите с отводом надситового продукта и фильтрованной крахмальной суспензии, подачу ее в гидроциклоны для сгущения, обезвоживание сгущенной суспензии до достижения заданной степени влажности крахмала и его сушку, отличающийся тем, что полученная крахмальная суспензия после рафинирования перед ее сгущением подвергается процессу разделения на фракции, отличающиеся размерами крахмальных гранул, при этом разделение осуществляется в несколько стадий: ситовое разделение, позволяющее выделять гранулы размером более 50 мкм с использованием ситовых установок ВС-4, Ш5-ПСЛ-200, РЗ-ПСЛ-100, ЦЛС-100, ЦЛС-200, БСС-100, Ш5_ПСБ-9, ПСУ-100, ПСУ-200, БСК-200 с металлическими ситами, имеющими отверстия ячеек круглой или квадратной формы с размерами 150 мкм, 100 мкм и 50 мкм при температуре не более 30°С при средней производительности сит от 1500 до 4000 кг/ч; разделение в гидроциклонной установке с расходом суспензии - до 2500 м3/час, диаметром цилиндрической части - до 2000 мм, углом конической части от 10° до 160°, диаметром питающего отверстия - до 420 мм, диаметром сливного отверстия - до 520 мм для выделения гранул в интервале размеров 30-50 мкм; фильтрация для выделения гранул в интервале размеров 10-30 мкм на мембранных фильтрах с частотой работы насоса от 35 до 50 Гц с давлением на выходе 4 атм для получения фракций в интервале размеров от 10 мкм до 30 мкм, 18 атм и с температурой фильтруемой крахмальной суспензии не более 40°С при получении фракции менее 10 мкм.A method for isolating native starch fractioned by the size of starch granules from a starch suspension, which involves grinding the raw material into a gruel, feeding the gruel into a collector, filtering to separate large pulp particles from it, separating the gruel in hydrocyclones into unrefined suspension and a mixture of pulp and juice, diluting unrefined starch slurry with water, refining it on an arc sieve with the removal of a nasite product and filtered starch suspension, feeding it into hydrocyclones for thickening, dehydration suspension to achieve a given degree of starch moisture and drying, characterized in that the obtained starch suspension after refinement is subjected to a separation process into fractions differing in the size of starch granules, while separation is carried out in several stages: sieve separation, which allows granules to be separated by size more than 50 microns using sieve installations VS-4, Sh5-PSL-200, RZ-PSL-100, TsLS-100, TsLS-200, BSS-100, Sh5_PSB-9, PSU-100, PSU-200, BSK-200 with metal sieves having mesh openings round or square shape with sizes of 150 microns, 100 microns and 50 microns at a temperature of not more than 30 ° C with an average capacity of sieves from 1500 to 4000 kg / h; separation in a hydrocyclone unit with a suspension flow rate of up to 2500 m 3 / h, a diameter of a cylindrical part of up to 2000 mm, an angle of a conical part of 10 ° to 160 °, a diameter of the feed hole up to 420 mm, a diameter of the drain hole up to 520 mm for separation granules in the size range of 30-50 microns; filtration to isolate granules in the range of sizes 10-30 μm on membrane filters with a pump frequency of 35 to 50 Hz with an outlet pressure of 4 atm to obtain fractions in the size range from 10 microns to 30 microns, 18 atm and with the temperature of the filtered starch suspension no more than 40 ° C upon receipt of a fraction of less than 10 microns.
RU2019122199A 2019-07-11 2019-07-11 Method of extracting from a starch suspension of native starch, fractionated by size of starch granules RU2709667C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019122199A RU2709667C1 (en) 2019-07-11 2019-07-11 Method of extracting from a starch suspension of native starch, fractionated by size of starch granules

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019122199A RU2709667C1 (en) 2019-07-11 2019-07-11 Method of extracting from a starch suspension of native starch, fractionated by size of starch granules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709667C1 true RU2709667C1 (en) 2019-12-19

Family

ID=69007061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019122199A RU2709667C1 (en) 2019-07-11 2019-07-11 Method of extracting from a starch suspension of native starch, fractionated by size of starch granules

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709667C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111330728A (en) * 2020-04-29 2020-06-26 广西大学 Method for separating starch with different particle sizes by polyethylene glycol 200 solution gravity suspension
RU2771771C1 (en) * 2021-07-29 2022-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Hydraulic classifier for separation of suspension particles by their size

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE929119C (en) * 1951-09-05 1955-07-11 Stamicarbon Method of gaining strength
WO1994003049A1 (en) * 1992-07-31 1994-02-17 Goodman Fielder Limited High amylose starch and resistant starch fractions
RU2175658C1 (en) * 2000-06-22 2001-11-10 Камышева Ирина Михайловна Method of preparing amaranthus starch
RU2196145C1 (en) * 2001-12-26 2003-01-10 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов" Method for producing starch from potato
RU2314319C2 (en) * 2005-12-29 2008-01-10 ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов Method for producing of starch from potato

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE929119C (en) * 1951-09-05 1955-07-11 Stamicarbon Method of gaining strength
WO1994003049A1 (en) * 1992-07-31 1994-02-17 Goodman Fielder Limited High amylose starch and resistant starch fractions
RU2175658C1 (en) * 2000-06-22 2001-11-10 Камышева Ирина Михайловна Method of preparing amaranthus starch
RU2196145C1 (en) * 2001-12-26 2003-01-10 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов" Method for producing starch from potato
RU2314319C2 (en) * 2005-12-29 2008-01-10 ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов Method for producing of starch from potato

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111330728A (en) * 2020-04-29 2020-06-26 广西大学 Method for separating starch with different particle sizes by polyethylene glycol 200 solution gravity suspension
CN111330728B (en) * 2020-04-29 2021-06-08 广西大学 Method for separating starch with different particle sizes by polyethylene glycol 200 solution gravity suspension
RU2771771C1 (en) * 2021-07-29 2022-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Hydraulic classifier for separation of suspension particles by their size

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2709667C1 (en) Method of extracting from a starch suspension of native starch, fractionated by size of starch granules
CN101983779B (en) Equidirectional drainage reverse taper type high-efficiency rotational flow separator
CN101733045B (en) Solid-liquid separation device and solid-liquid separation method for slurry bed reactor
CN102481588A (en) Hydrocyclone, system and method for cleaning cellulose suspensions
CN103831163A (en) Pre-separation process of coal slime flotation
CN106905439B (en) A kind of protein treatment process in Starch Production
CN206356265U (en) A kind of rubber grain separator with multipass sort function
CN2483502Y (en) Mud purification apparatus
CN105348394A (en) Purifying method of corn starch 3-grade particles
RU2710788C1 (en) Dry method of obtaining of native starch fractionated by size
EP2297395B1 (en) Methods and systems for feedstock production from sewage and product manufacturing therefrom
US2550341A (en) Process for controlling the concentrations of suspensions
CN106084073B (en) Fiber treatment system and its treatment process in corn starch processing
US20190060918A1 (en) Cyclone system
RU2005141186A (en) METHOD FOR PRODUCING STARCH FROM POTATO
NO172029B (en) PROCEDURE FOR THE SEPARATION OF SOLID PARTICLES WITH VARIOUS SIZES FROM VISCOSIDE FLUID
CN1285359A (en) Method and equipment for making starch
US5997652A (en) Food starch processing method and apparatus
WO1999064356A1 (en) Processing system
CN206308298U (en) A kind of refining spearation system suitable for starch processing
Bergquist Relationship, selection, and optimization of filter aid, filter media and clarification technologies for contaminant fines removal from process slurries and liquids
CN204918455U (en) Refined and classification equipment of starch
RU2771771C1 (en) Hydraulic classifier for separation of suspension particles by their size
CN213708965U (en) Mica slurry separation and classification device and mica paper manufacturing system
CN208050190U (en) A kind of maize germ piece-rate system