Набухание сырья

Статья подготовлена по материалам учебника “Технология спирта” Д.Н. Климовский, В.А. Смирнов, В.Н. Стабников, четвертое переработанное издание , Москва 1967 год.

Для лучшего проваривания, снижения расхода пара и экономии тепла на разваривание целое сырье предварительно прогревают вторичным паром и при необходимости насыщают влагой. При запаривании зерна добавляют все количество воды, Необходимое для набухания, растворения крахмала и получения осахаренного затора концентрацией 16—18%. Воды, содержащейся в картофеле, вместе с конденсатом пара достаточно, поэтому небольшое количество ее добавляют только при переработке высококрахмалистых, вялых и мороженых клубней (потерявших часть влаги).
Клубни картофеля, имеющие крупные тонкие клетки, запаривают при относительно невысокой температуре непродолжи тельное время. Зерно злаков, покрытое несколькими слоями оболочек, а иногда и цветочной пленкой, запаривают в более жестких условиях.
До температуры 55° С крахмал набухает меньше, чем клейковина, при температурах выше 60° С набухание крахмала резко возрастает, а набухание клейковины понижается. При температуре около 90° С оболочки зерна разрываются в отдельных
местах и крахмал частично клейстеризуется.

Как видно из графика, набухание происходит с измеримой скоростью, описываемой уравнением:

ω = ατⁿ

где: ω — влажность зерна,

% τ — продолжительность набухания, мин;

α и n — коэффициенты, зависящие от культуры зерна.

Согласно исследованиям В. А. Смирнова и Е. Ф. Четверикова, по скорости набухания зерно различных культур можно расположить в следующий убывающий ряд (в нижнем рядууказано количество влаги в %, поглощенное по весу безводного зерна при температуре 90° С за 60 мин):

рожь	пшеница	овес	просо	ячмень	кукуруза
101	76	70	67	60	55

Крупные зерна набухают медленнее, мелких. Дефектное зерно набухает быстрее здорового. Уже простое шелушение намного ускоряет набухание; еще эффективнее дробление. С повышением температуры на 10 град (в температурном интервале 70—90° С) скорость набухания возрастает приблизительно в два раза.

Дробленое зерно как при периодическом, так и при непрерывном методах разваривания, также предварительно нагревают с водой. При этом, как уже отмечалось, оно набухает очень быстро. Температуру и продолжительность нагрева подбирают так, чтобы не происходило клейстеризации крахмала, иначе масса становится неподвижной.

По Б. А. Устинникову, максимальная вязкость г\ клейстеризованного замеса является функцией концентрации в нем крахмала С:

η = αС^k

где а и k — постоянные, зависящие от вида крахмала.

На каждую тонну зернового помола добавляют 2,5—2,8 м3 воды.

Б. А. Устинниковым исследовано изменение вязкости пшеничного замеса в зависимости от температуры при степени дробления, принятой для аппаратов непрерывного разваривания типа Мичуринского и Чемерского заводов (см. табл. 7, стр. 74), соотношении помола и воды 1 :3 и различной скорости повышения температуры от 60 до 90°С.

Как видно из рис. 31, в случае более мелкого помола быстрое нагревание (5 град в минуту) сразу приводит к значительному повышению вязкости. При медленном нагревании (1 град в минуту) максимальная вязкость примерно вдвое ниже. В случае крупного дробления (рис. 32) быстрое нагревание позволяет повысить температуру массы до 75—80° С при незначительном увеличении вязкости. В дальнейшем вязкость быстро возрастает. При медленном нагревании такого замеса вязкость повышается также медленно, но длительное время остается на высоком уровне.

Исходя из этого зерно крупного дробления быстро, за 3— 5 мин, нагревают до температуры 80° С и сразу же направляют на разваривание; зерно мелкого дробления нагревают до температуры не выше 60° С в течение 10 мин. Как показала эксплуатация аппарата типа Мироцкого завода, при очень быстром (минутном) нагреве замеса и из мелкого помола от температуры 45— 50 до 90° С крахмал не успевает полностью клейстеризоваться и замес сохраняет достаточную подвижность.

По данным Б. А. Устинникова, для снижения вязкости замесов можно применять глубинные культуры Bac. subtilis и Bac. diastaticus, обладающие сильной разжижающей системой ферментов, эффективно действующей даже при температурах 90— 95° С.

Картофельную кашку нагревают с добавлением 15—20% воды при температуре 30—35° С.