ВЫДЕЛЕНИЕ И ПРОМЫВАНИЕ КРАХМАЛА
Рафинированное крахмальное молоко кроме крахмала содержит некоторое количество очень мелкой мезги, скоагулированных белков и остатки клеточного сока картофеля. Соковая вода при стоянии на воздухе быстро розовеет и затем становится более темной, в связи с чем цвет крахмала ухудшается. Длительное соприкосновение крахмала с соковой водой уменьшает его клейстерообразующую способность. Поэтому старая аппаратура для выделения крахмала длительным отстаиванием (отстойные чаны) в настоящее время повсеместно заменяется осадительными центрифугами различных типов. Чтобы получить крахмал высокого качества (чистотой 99,4–99,6 %) необходимо удалить почти все примеси, для чего производится промывание крахмала.
Пурификаторы. На некоторых заводах для выделения и промывания крахмала используют специально оборудованные центрифуги, называемые пурификаторами. Пурификатор (рисунок 7) – очиститель – представляет собой центрифугу с вертикальным валом 1, барабаном 2 и кожухом 3.
Барабан имеет диаметр 1,2 м, высоту 0,8 м и частоту вращения 400–500 об/мин. Крахмальное молоко поступает через неподвижную воронку 4 на вращающееся колесо-турбину 5, которое сообщает молоку окружную скорость, равную скорости вращения барабана. Здесь под действием центробежной силы молоко распределяется по вертикальной образующей барабана и разделяется на три слоя: на стенке сначала оседают тяжелые примеси, затем чистый крахмал, потом слой грязевого крахмала и, наконец, промывная вода, образующая полый цилиндр. Разделение происходит примерно в течение минуты, после чего приводится в движение нож 6, которым как бы подрезается слой соковой воды. Вода теряет свою скорость и стекает через нижнее отверстие 7. После удаления воды нож медленно подводится к грязевому слою и осторожно срезает его. Этот слойтакже выводится через нижнее отверстие центрифуги.
Чистый крахмал разводят водой, подаваемой по вертикальной трубе. В этот момент нож отводят, держатель ножа и мешалки подводят к слою крахмала другой стороной и мешалкой 8 при уменьшенной частоте вращения барабана суспензируют крахмал.
Затем мешалка возвращается в первоначальное положение, и крахмал снова осаждается. Вновь удаляют промывную воду и грязевой слой и разводят крахмал чистой водой. Чистое крахмальное молоко выводят из барабана центрифуги, вводя в слой молока трубу 9, направленную против вращения барабана. Тонкий слой осадка у стенки барабана (3–4 мм) всегда остается, и в нем сосредоточивается основная масса песка, удаляемая периодически.
Пурификатор обеспечивает хорошее качество крахмала. К недостаткам машины относится периодичность цикла работы и трудность обслуживания.
Гидроциклон. Наиболее совершенным оборудованием для разделения и промывания крахмальных суспензий являются гидроциклоны. Крахмальное молоко поступает в гидроциклон (рисунок 8) по трубе 1 тангенциально под давлением, вследствие чего поступательное движение преобразуется во вращательное и тяжелые частицы центробежной силой отбрасываются на внутреннюю поверхность конуса, по которой они потоком (густой сход или тяжелая фракция) сползают к сливному отверстию 2. Легкая фракция продукта (жидкий сход) вытесняется сгущенной фракцией и поднимается вихреобразно к сливному устройству 3,через которое выводится из гидроциклона.
Для увеличения центробежной силы, а следовательно, для лучшего разделения крахмала и тонкой мезги в картофелекрахмальном производстве используют гидроциклоны малого размера (микроциклоны) с внутренним диаметром цилиндрической части 20 мм.
С целью повышения пропускной способности гидроциклонов при выделении крахмала обычно применяют батареи (пакеты), состоящие из большого количества параллельно установленных цилиндро-конических элементов (микроциклонов). Такие батареи (мультициклоны) представляют собой цилиндры, разделенные двумя поперечными дисками на три части. Диски имеют отверстия, между которыми вставляются микроциклоны. В среднюю камеру насосом нагнетается крахмальная суспензия, с помощью тангенциально расположенных сопел она распределяется по элементам гидроциклона. Сгущенные сходы собираются во второй камере, а осветленные жидкие сходы – в третьей. Вторая и третья камеры мультициклонов снабжены отводным и трубами, по которым продукты выводятся на следующую технологическую операцию.
Для полного отмывания крахмала от растворимых веществ и почти полного удаления мезги крахмальную суспензию обычно обрабатывают на мультициклонах последовательно в три ступени. При такой обработке крахмальная суспензия концентрацией 7 % из сборника исходного продукта через фильтры подается на I ступень основной цепи гидроциклонов. Сгущенный продукт разбавляется жидким сходом III ступени и насосом перекачивается на II ступень. После II ступени сгущенный сход разбавляется чистой водой и перекачивается на III ступень, с которой густой крахмальный продукт концентрацией 36–40 % собирается в сборник сырого крахмала.
Жидкие сходы с I и II ступени поступают в сборник и оттуда направляются на специальные аппараты для отделения мелких зерен крахмала (осадительные центрифуги, специальные гидроциклоны и т. п.).