5.4.3.1. Щелочной способ замачивания зерна и продуктов его размола

Зерновые и зернобобовые культуры значительно различаются по составу белковых веществ. В пшенице, ржи, ячмене и рисе преобладают щелочнорастворимые белки, в связи с чем для размягчения зерна применяют щелочной способ его обработки.

Белки зерновых культур представляют собой амфотерные соединения, так как они содержат и карбоксильную группу - СООН, и основную - NН₂:

 

                   NH3OH                                                                         NH3OH

R                                          +    NaOH                             R                                  +       H2O

                   COOH                                                                           COONa

 

 

При диссоциации соли в воде образуются ионы:

 

                   NH3OH                                                                         NH3OH  -                     +

R                                          +    NaOH                             R                                  +       Na

                   COONa                                                                           COO

 

 

Знак заряда их в растворе зависит от концентрации водородных ионов раствора. Коллоидная частица белка К., реагируя со щелочью, например, с едким натрием, образует соль белка. Таким образом, белковые частицы в щелочном растворе заряжены отрицательно, а в кислой среде они несут положительный заряд.

Щелочной способ замачивания целого зерна кукурузы, пшеницы, ржи, ячменя и гороха применяется редко - как вынужденная мера для загрузки картофелекрахмальных заводов в межсезонный период. Для этой цели используются продукты размола зерна этих культур в виде муки разной степени помола. При таком способе замачивания клейковинные белки (глиадин и глютенин) разрушаются полностью, и клейковина в качестве готового продукта не выделяется. В связи с этим щелочной способ замачивания пшеничной муки применяется только для зерна пшеницы мягких сортов с низким содержанием клейковины.

Параметры технологического процесса замачивания щелочным способом ржаной муки предложены во ВНИИ крахмалопродуктов Е.А. Штырковой. Ржаномучная суспензия обрабатывается щелочным раствором концентрацией 0,25% при поддержании оптимальной величины рН на уровне 11-11,3 и активно перемешивается при температуре 30°С. При таком режиме удаётся разрушить до 95% белков и пентозанов и снизить вязкость суспензии до 5 мПа-с. Общая концентрация сухих веществ в суспензии 7 - 8%, что создает проблему утилизации этих сильноразбавленных белковых отходов.

Составные части зерна гороха поразному реагируют на условия и параметры обработки при замачивании - температуру, продолжительность, присутствие химических реагентов.

Замачивание зерна гороха осуществляется в 0,05 н растворе щелочи при гидромодуле 1:2,5, температуре 40...45 °С следующим образом: замочный раствор с рН 11-11,5 подается в чан, в который уже загружено зерно, затем подогревается путем рециркуляции "на себя" замочной воды циркуляционными насосами через подогреватель типа "труба в трубе". Аналогично готовят загрузку второго чана: наполняют его зерном, заливают замочным реагентом, осуществляют его рециркуляцию и т.д.

По окончании замачивания зерно вместе с замочной водой, имеющей рН 8,5 - 9,0, насосом транспортируется на отцеживающее сито перед измельчением. Такая предварительная подготовка зерна гороха с избирательным разрушением его структуры обеспечивает коэффициент извлечения крахмала 85 - 90, экстракта - 10 - 12, белка - 12 - 13% СВ.

Химический состав сгущенного горохового экстракта, %: сухие вещества - 48,2, протеин - 8, небелковые азотистые вещества - 5,61, редуцирующие вещества - 16,6, зола - 8,3.

Особенности щелочного замачивания риса.По старинному способу О.Jones [101], рис замачивают в течение 24 ч в 5-кратном количестве (по массе) раствора каустической соды, приготовленного в соотношении - 1 часть каустической соды на 350 частей воды. Затем раствор удаляют, и зерно промывают избыточным количеством воды при сильном перемешивании. Освобожденный от воды рис измельчают в истирающей мельнице; полученную массу размешивают в 10-кратном количестве раствора каустической соды в течение ~ 24 ч, затем крахмал осаждают в течение 20 ч. Основная часть белковых веществ переходит в надосадочный слой щелочного раствора, который тщательно отделяют декантацией. Крахмал вновь суспендируют в 20-кратном количестве воды и энергично перемешивают. Разбавленную крахмальную суспензию процеживают для отделения взвешенных примесей. Промывку, осаждение, декантацию повторяют, и чистую крахмальную суспензию направляют на осаждение.

Замачивание в щелочи зачастую проводят в емкостях с перфорированным дном, и раствор щелочи рециркулирует через массу риса. Отделение крахмала от воды и щелочи производят центрифугированием. Щелочной замачивающий раствор используют многократно, подогревая его перед замачиванием до 44...54 °С.

Во ВНИИ крахмалопродуктов проведены исследования щелочного способа замачивания и измельчения рисовой крупки, по результатам которых (табл.5.1) А.И. Жушманом и Н.И. Филипповой предложена новая технология рисового крахмала.

При производстве зерна, в предуборочный период и в процессе уборки под влиянием неблагоприятных условий погоды или при несоблюдении требований агротехнических мероприятий зерно может стать неполноценным.

К такому зерну относят товарные партии с содержанием недоразвитого, поврежденного вредителями и болезнями, обесцвеченного, проросшего, морозобойного, поврежденного сушкой, фузариозного, самосогревшегося зерна и др.