Likalizace škrobového cukru

Čína je jedním z hlavních světových výrobců a spotřebitelů škrobu a škrobový cukr je důležitým produktem hlubokého zpracování škrobu. S reformou a otevřením země a zvyšováním životní úrovně čínský škrobový průmysl zažil rychlý rozvoj, spojený s neustálou technologickou inovací, rozšiřováním průmyslového měřítka a diverzifikací typů výrobků. Škrob a škrobový cukr jsou důležitými složkami současné cukrářské technologie a jejich uplatnění je extrémně široké.

Začněme tedy se zahuštěním škrobu!

Jak název napovídá, likvace škrobu nejprve zahrnuje původní škrob, který se vyrábí z obilovin, brambor, luštěnin a různých rostlin bez chemického ošetření, stejně jako modifikovaný škrob, který byl nějakou metodou upraven tak, aby se změnily jeho původní fyzikální nebo chemické vlastnosti. Syrový škrob je typ škrobu, který se vyrábí bez jakéhokoli chemického ošetření či změny jeho přirozených fyzikálních a chemických vlastností. Původní škrob lze rozdělit do čtyř kategorií: obilní škrob, bramborový škrob, luštěninový škrob a další druhy škrobu. Syrový škrob lze použít jako různé suspenze, přísady, velírovací prostředky, plniva, lepidla apod. Lze jej také použít jako surovinu pro výrobu různých modifikovaných škrobů, škrobových cukrů a derivátů škrobu. Naše společnost používá převážně kukuřičný škrob.

Samozřejmě samotný škrob zdaleka nestačí a jako katalyzátory je nutné přidat enzymy. Alfa-amyláza je běžně používaný likvifikační enzym, který hydrolyzuje α-1,4-glykosidické vazby ve škrobu a jeho hydrolyzovaných produktech, čímž způsobuje rozpad molekul a snižuje viskozitu. Alfa-amyláza patří mezi endonukleasy a hydrolyza začíná zevnitř molekuly. Nemůže hydrolyzovat α-1,6-glykosidické vazby v amylopektinu, ale může nad těmito vazbami hydrolyzu pokračovat. Odkud tedy pochází alfa-amyláza? Přípravky alfa-amylázy jsou získávány především z bakterií, zejména z Bacillus subtilis, a vydrží likvifikační teploty 85–90 °C; další typ vysoce tepelně odolné alfa-amylázy je získáván z lišejníkových bakterií a vydrží likvifikační teploty kolem 110 °C.

Jaký druh procesu je likvace? Naše společnost využívá především jetovou likvací, při níž se pára přímo injikuje do tenké vrstvy škrobové emulze za účelem její gelatinizace a likvace. Nejprve se škrobová emulze předehře na teplotu 80–90 °C injekcí páry do stříkače a poté se škrobová emulze dopravuje pomocí posuvného čerpadla. Následně se pára injikuje do tenké vrstvy škrobové emulze, čímž dochází k gelatinizaci a likvaci. Turbulence vyvolaná jetovým proudem páry způsobuje rychlé a rovnoměrné zahřátí škrobu a viskozita rychle klesá. Poté se hmota přivádí do sloupcového zařízení s laminárním tokem pro izotermní udržení požadovaného stupně likvace. Výhody této metody jsou: dobrý účinek likvace, dobré srážení proteinových nečistot, dobré filtrační vlastnosti roztoku pro sacharifikaci, menší počet zařízení a vhodnost pro nepřetržitý provoz.

S neustálým technologickým inovováním a rozšiřováním výrobní kapacity v průmyslu škrobů již nestačí spoléhat pouze na stávající technologie a vybavení. Abychom firmy posílili a rozšířili, musíme neustále inovovat a být na vrcholu tohoto odvětví.

Pokročilé inženýrství: Rozbor procesu jetové likvace

Aby byla maximalizována účinnost těchto biologických katalyzátorů, společnost Huanfa Biology využívá pokročilou mechanickou metodu známou jako jetová likvace vysokou rychlostí. Tato sofistikovaná konfigurace přímo injektuje tepelnou páru za vysokého tlaku do přesně regulované tenké vrstvy pohybující se emulze kukuřičného škrobu, čímž dochází současně ke gelatinizaci a likvaci škrobových cukrů.

Důkladný průmyslový zpracovatelský postup používaný společností Huanfa Biology sleduje přísnou termodynamickou posloupnost:

Fáze předehřevu: Syrová emulze kukuřičného škrobu je nejprve upravena na hustotu 18 až 22 °Baumé a předehřátá na přesný teplotní rozsah 80 °C až 90 °C pomocí automatického zařízení pro vstřikování páry v rámci specializovaného jetového rozprašovače.

Tlaková injekce: Výkonné čerpadlo s kladným výtlakem rovnoměrně dopravuje připravenou emulzi kukuřičného škrobu do jádra směšovací komory za stálého tlaku.

Fáze vysokoturbulentního tepelného vrcholu: Tlaková pára je přímo vstřikována do tenké vrstvy tekoucí emulze kukuřičného škrobu. Obrovská mechanická turbulence vyvolaná touto vysokotlakou parní proudnicí okamžitě a rovnoměrně zahřívá každou mikrovrstvu škrobu.

Zhroucení viskozity: Protože lokální tepelné rozložení je dokonale rovnoměrné, přirozené škrobové zrna nafouknou a prasknou současně, čímž dojde k ostrému poklesu mechanické viskozity kapaliny během několika sekund.

Stabilizace laminárního toku: Vysoce tekutá směs vstupuje do přesně izolované svislé kolony s laminárním tokem, kde je udržována při přesně daných teplotních parametrech, aby byla dokončena cílená reakce likvifikace škrobu na cukry, až do dosažení přesné hodnoty dextrozního ekvivalentu (DE), která je vyžadována.

Provozní výhody využití této specializované architektury tryskové likvace jsou obrovské pro průmyslového výrobce biologických produktů B2B. Za prvé poskytuje mimořádně rovnoměrný profil likvace, čímž zcela eliminuje vznik jáder nestranových škrobů nebo spálených, karamelizovaných vedlejších produktů. Za druhé rychlý tepelný záblesk vyvolá vynikající koagulaci přirozených proteinových nečistot, což výrazně zlepšuje filtrační vlastnosti konečného roztoku pro sacharifikaci v následných technologických krocích. Nakonec tento optimalizovaný systém minimalizuje požadovanou plochu výrobního zařízení na výrobní ploše a je dokonale přizpůsoben automatickému, nepřetržitému průmyslovému škálování.

Závěr: Podpora budoucí inovace v hlubokém zpracování škrobu

Vzhledem k intenzifikaci globální konkurence a rozšiřujícím se zpracovatelským kapacitám v mezinárodním biotechnologickém sektoru již není užívání výhradně zastaralého vybavení či nezměněných zpracovatelských postupů udržitelnou cestou vpřed. Tržní podmínky vyžadují neustálou, důraznou technologickou inovaci a pružné výrobní inženýrství. Optimalizací likvifikačního procesu škrobu založila společnost Huanfa Biology pevný provozní základ, který zajišťuje dlouhodobý průmyslový růst a vysokou kvalitu konečných produktů. Díky pevnému postavení na čele moderních cukrářských technologií může společnost Huanfa Biology neustále posilovat svůj podíl na trhu a nabízet svým obchodním partnerům po celém světě snadno dostupná, vysoce udržitelná a dokonale zpracovaná řešení pro výrobu škrobových cukrů.