Взвешивание картофеля

Для учета и контроля производства массу чистого картофеля, поступившего на переработку, определяют с помощью автоматических весов, таких же как на сахарных заводах, только с меньшей вместимостью ковша (50-100 кг). Обычно используемые автоматические весы марки ДРК-50 имеют полезный объем ковша 0,08 м³, производительность их до 6 т картофеля в час, погрешность ±0,5%.

Измельчение картофеля

И змельчение картофеля – важнейшая операция картофелекрахмального производства. При измельчении основное количество клеток клубня разрывается, зерна крахмала высвобождаются и становятся доступными для отмывания водой. Крахмал, освобожденный от разорванных клеток, называют «свободным» в отличие от «связанного» крахмала, который остается внутри неразорванных клеток клубня.

Выход крахмала из единицы сырья зависит в основном от качества работы станции измельчения. Измельчают картофель на картофелетерочной машине (рисунок 2), основным рабочим органом которой служит вращающийся стальной барабан 1. Поверхность барабана набирается зубчатыми пилками 2, укладываемыми между стальными прокладками 3. В зависимости от размера барабаны вращаются с частотой вращения 1200–2000 об/мин.

Сверху барабан закрыт металлическим кожухом, имеющим загрузочную воронку 4 для картофеля и прижимные колодки 5 и 6. Прижимная колодка 5, расположенная выше центра барабана, снабжена стальными планками, способствующими захватыванию картофеля, а нижняя колодка 6 снабжена пилками и регулирует степень измельчения картофеля.

Для более полного вскрытия клеток клубней картофеля под барабан на расстоянии 2 мм от конца зубьев устанавливают решетку из листовой стали с отверстиями. Применяемые на отечественных заводах терки имеют диаметр барабана от 400 до 680 мм, ширину – от 160 до 350 мм и производительность от 0,7 до 6 т картофеля в час. В результате процесса измельчения получается полупродукт – кашка.

Качество измельчения картофеля характеризуется коэффициентом измельчения К, представляющим собой отношение свободного крахмала ко всему крахмалу, содержащемуся в кашке, выраженное в процентах:

А

К = -------- 100,

А + В

где А – содержание свободного крахмала в кашке, %;

В – содержание связанного крахмала, находящегося в невскрытых клетках, %.

С целью повышения коэффициента извлечения крахмала клетки вскрывают в два приема: на картофелетерочной машине (измельчение клубней) и на перетире (дополнительное измельчение кашки).

На современных предприятиях коэффициент измельчения равен 85–95% (79–85 % для первого и 6–10 % для второго измельчения). Коэффициент измельчения зависит от окружной скорости барабана, от количества пилок, размещенных на барабане, от качества и высоты зубцов, выступающих на барабане пилок (не более 1,5 мм в терке, 1 мм в перетире). На коэффициенте измельчения отражается также правильность пригонки прижимов, равномерность загрузки терки картофелем и степень обезвоживания полукашки перед перетиром.

Выделение клеточного сока из кашки

Картофельная кашка после терок содержит зерна крахмала, клетчатку (мезгу) и клеточный сок с растворенными в нем азотистыми и другими веществами.

Окисление тирозина кислородом с участием полифенолоксидазы и другие процессы, происходящие при соприкосновении измельченного картофеля с воздухом, ведут к потемнению крахмала, уменьшению вязкости получаемого из пего клейстера, образованию пены и слизи и другим нежелательным явлениям, затрудняющим осаждение и очистку крахмала. Поэтому клеточный сок желательно как можно быстрее выделить из кашки до окончательного вымывания из нее крахмала.

Один из радикальных способов освобождения кашки от основной массы клеточного сока – обработка ее без разбавления на отстойных шнековых и других специальных центрифугах. Но эксплуатация таких машин обходится дорого, поэтому указанный способ не нашел широкого распространения.

В настоящее время широко применяется метод выделения из кашки (после ее разбавления водой) большей части сока вместе с крахмалом на простейших ситовых аппаратах – катарактных сотрясательных ситах. При этом удается отделить до 60 % сока и 50–60 % крахмала. Затем крахмал как можно быстрее отделяют от сока на каком-либо быстродействующем оборудовании, обычно на шнековой осадительной центрифуге.

Катарактное сотрясательное сито. Это сито служит для выделения клеточного сока и крахмала из кашки и для промывания мелкой мезги, отделенной при рафинировании крахмального молока.

Катарактное сито (рисунок 3) состоит из рамы 1, опирающейся на пружинные планки 2, которые укреплены в металлических лапах 3 на бетонном фундаменте.

Рисунок 3 – Катарактное сотрясательное сито

В продольном направлении рама имеет уклон (5 мм на 1 м). С помощью специального механизма она совершает возвратно-поступательное движение. Поперек рамы устанавливают металлические желоба (катаракты), между которыми плотно вставляются деревянные рамки 4, обтянутые соответствующей сеткой.

В верхнюю (правую) часть ситового аппарата через специальное питательное корыто равномерно по всей ширине подается кашка. На первой ситовой рамке от нее отцеживается жидкая фракция, содержащая клеточный сок и крахмал. Остаток кашки продвигается к первому катаракту, где интенсивно смешивается с водой, и постепенно переходит на вторую ситовую рамку. Последовательное ситование на рамках и промывание в катарактах обеспечивает хорошее отмывание свободного крахмала и клеточного сока из кашки.

Осадительная шнековая центрифуга. Осадительная центрифуга используется для быстрого выделения клеточного сока из крахмального молока. В картофелекрахмальном производстве применяют осадительные центрифуги нескольких типов. В них не только осаждают, но и промывают крахмал.

Наиболее широко применяемая шнековая осадительная центрифуга (рис. 4) состоит из двух барабанов: внешнего конического 2 и внутреннего цилиндрического 3. Оба барабана вращаются в одну сторону, только внутренний имеет частоту вращения на 50 об/мин больше, чем внешний (на центрифугах различных типов внутренние барабаны вращаются с частотой от 900 до 1415 об/мии, а внешние – от 850 до 1347 об/мин.). На поверхности внутреннего барабана 3 расположена медная спиральная лента 5, работающая вследствие разности в оборотах барабанов как шнек. При действии центрифуги разделяемая смесь подается в воронку 1. Через отверстия в воронке крахмальное молоко выбрасывается в пространство между барабанами, где приобретает определенную окружную скорость. При этом более тяжелые крахмальные зерна оседают на внутренней поверхности конусного барабана, а соковая вода образует полый цилиндр. На уровне внутренней поверхности водяного цилиндра, где меньше всего взвешенных частиц, в центрифуге устроены сливные окна 4, через которые непрерывно выходит соковая вода. Спиральная лента 5 непрерывно соскребает осевшие зерна крахмала и передвигает их к вершине конусного барабана 2. Здесь крахмал влажностью около 60 % выводится из машины и после разбавления чистой водой, поступающей по трубке 6, вытекает через отверстие и нижней части сборного коллектора.

Соковая вода, удаляемая из центрифуги, попадает в ловушку для осаждения оставшихся мелких зерен крахмала. С соковой водой из крахмального молока выделяется около 95–96 % клеточного сока, часть очень тонкой мезги и нерастворимого белка. Доброкачественность крахмального молока после обработки на центрифугах значительно увеличивается и составляет 91–92 ед. (Под доброкачественностью, или чистотой, крахмального молока понимают процентное содержание крахмала в массе сухих веществ крахмального молока).

После выделения большей части клеточного сока с крахмалом оставшийся еще в кашке свободный крахмал отмывают на нескольких ситах по принципу противотока. Вода подается только на последнее, третье, сито, с которого жидкое крахмальное молоко используется для промывания кашки, содержащей большее количество крахмала, на предыдущем втором сите. Крахмальное молоко со второго сита подается на первое сито, где отмывается крахмал из кашки, поступающей с катарактного сита. После промывания кашки жидким крахмальным молоком на первом и втором сите она несколько обезвоживается на шнеке и дополнительно подвергается измельчению на второй терочной машине (перетире). При этом освобождается еще некоторое количество крахмала, отмываемого на третьем сите. Остаток (мезга) с третьего сита после последней промывки водой является отходом производства. Наиболее плотное молоко с первого промывного сита для очистки от мелкой мезги направляется на рафинирование.

Рисунок 4 – Осадительная шнековая центрифуга ОЦ-25