Lityfikacja cukru skrobiowego

Chiny są jednym z największych światowych producentów i konsumentów skrobi, a cukier skrobiowy stanowi ważny produkt głębokiej przetwórstwa skrobi. Wraz z reformą i otwarciem kraju oraz poprawą standardów życia ludności przemysł skrobiowy w Chinach osiągnął szybki rozwój, charakteryzujący się ciągłymi innowacjami technologicznymi, rozszerzaniem skali produkcji oraz zróżnicowaniem asortymentu produktów. Skrobia i cukier skrobiowy są istotnymi składnikami współczesnej technologii cukru i znajdują bardzo szerokie zastosowanie.

Zacznijmy od likuacji skrobi!

Zgodnie z nazwą proces likwidacji skrobi rozpoczyna się od skrobi pierwotnej, która jest wytwarzana z zbóż, ziemniaków, roślin strączkowych oraz różnych innych roślin bez stosowania obróbki chemicznej, a także od skrobi modyfikowanej, której właściwości fizyczne lub chemiczne zostały zmienione metodą fizyczną lub chemiczną. Skrobia surowa to rodzaj skrobi uzyskanej bez jakiegokolwiek zabiegu chemicznego ani zmiany jej naturalnych właściwości fizycznych i chemicznych. Skrobia pierwotna dzieli się na cztery kategorie: skrobia zbożowa, skrobia ziemniaczana, skrobia strączkowa oraz inne rodzaje skrobi. Skrobia surowa może być wykorzystywana jako różne zawiesiny, dodatki, środki klejące, napełniacze, kleje itp. Może również stanowić surowiec do produkcji różnego rodzaju skrobi modyfikowanych, cukrów skrobiowych oraz pochodnych skrobi. Nasza firma wykorzystuje głównie skrobę kukurydzianą.

Oczywiście sam skrobia jest zdecydowanie niewystarczająca, a jako katalizatory należy dodać enzymy. Alfa-amylaza to powszechnie stosowany enzym likwidujący, który hydrolizuje wiązania glikozydowe α-1,4 w skrobi i jej produktach hydrolizy, powodując rozpad cząsteczek i obniżenie lepkości. Alfa-amylaza należy do endonukleaz, a hydroliza rozpoczyna się od wnętrza cząsteczki. Nie może hydrolizować wiązań glikozydowych α-1,6 w amylopektynie, ale może kontynuować hydrolizę po przekroczeniu tych wiązań. Skąd więc pochodzi alfa-amylaza? Preparaty alfa-amylazy pochodzą głównie z bakterii, w szczególności z Bacillus subtilis, i wytrzymują temperatury likwidacji wynoszące 85–90 ℃; innym rodzajem wysoce termo odpornego enzymu alfa-amylazy są preparaty pochodzące z bakterii typu porostowego, które wytrzymują temperatury likwidacji około 110 ℃.

Jakim rodzajem procesu jest likwefakcja? Nasza firma stosuje głównie likwefakcję strumieniową, która polega na bezpośrednim wstrzykiwaniu pary do cienkiej warstwy emulsji skrobiowej w celu jej żelowania i likwefakcji. Najpierw podgrzewa się emulsję skrobiową do temperatury 80–90 ℃ poprzez wstrzykiwanie pary do rozpylacza, a następnie pompą przesuwową wstrzykuje się emulsję skrobiową. Następnie parę wstrzykuje się do cienkiej warstwy emulsji skrobiowej, co powoduje żelowanie i likwefakcję. Turbulencja generowana przez strumień pary zapewnia szybkie i jednorodne nagrzanie skrobi, a lepkość szybko maleje. Następnie mieszanina wpływa do kolumny przepływu laminarnego, gdzie zachowuje się przez określony czas w celu osiągnięcia pożądanego stopnia likwefakcji. Zaletami tej metody są: dobre efekty likwefakcji, skuteczne koagulowanie zanieczyszczeń białkowych, dobre właściwości filtracyjne roztworu saccharozy, mniejsza liczba urządzeń oraz możliwość pracy w trybie ciągłym.

Wraz z ciągłymi innowacjami technologicznymi i rozszerzaniem mocy produkcyjnych w przemyśle skrobiowym poleganie wyłącznie na istniejących technologiach i sprzęcie jest dalekie od wystarczającego. Aby uczynić firmę silniejszą i większą, musimy nieustannie innowować oraz pozostawać na czele tego sektora.

Zaawansowana inżynieria: Analiza procesu jet liquefaction (rozcieńczania strumieniowego)

Aby maksymalnie zwiększyć wydajność tych katalizatorów biologicznych, Huanfa Biology korzysta z zaawansowanej metody mechanicznej znanej jako rozcieńczanie strumieniowe o wysokiej prędkości. Ten skomplikowany układ bezpośrednio wprowadza gorącą parę pod wysokim ciśnieniem do ściśle kontrolowanej, cienkiej warstwy poruszającej się zawiesiny skrobi kukurydzianej, umożliwiając jednoczesne żelowanie i rozcieńczenie cukrów skrobiowych.

Precyzyjna, etapowa linia przetwarzania przemysłowego stosowana przez Huanfa Biology opiera się na ścisłej sekwencji termodynamicznej:

Faza nagrzewania wstępnego: Surowa zawiesina skrobi kukurydzianej jest początkowo dostosowywana do gęstości 18–22 stopnia Baumé oraz nagrzewana wstępnie do precyzyjnego zakresu temperatury 80–90 °C przy użyciu zautomatyzowanego zespołu wtrysku pary w specjalnym rozpylaczu strumieniowym.

Wtrysk pod ciśnieniem: Mocny pompa przesuwająca bezstopniowo tłoczy przygotowaną zawiesinę skrobi kukurydzianej do centralnej komory mieszania przy stałym ciśnieniu.

Faza termiczna o wysokiej turbulencji: Nadciśnieniowa para jest bezpośrednio wprowadzana do cienkiej warstwy płynącej emulsji skrobi kukurydzianej. Ogromna turbulencja mechaniczna generowana przez strumień pary pod wysokim ciśnieniem nagrzewa natychmiastowo i jednorodnie każdą mikrowarstwę skrobi.

Kolaps lepkości: Ponieważ lokalne rozkład temperatury jest idealnie jednorodny, naturalne ziarna skrobi ulegają jednoczesnemu obrzękowi i pękaniu, co powoduje gwałtowny spadek lepkości mechanicznej płynu w ciągu zaledwie kilku sekund.

Stabilizacja przepływu laminarnego: Wysoko płynna mieszanina wpływa do precyzyjnie izolowanej pionowej kolumny przepływu laminarnego, gdzie utrzymywana jest w ściśle kontrolowanych parametrach termicznych w celu ukończenia zaplanowanej reakcji litycznej skrobi na cukry aż do osiągnięcia dokładnie określonej wartości równoważnika dekstrozy (DE).

Zastosowanie tej specjalistycznej architektury jetowej likwefakcji wiąże się z ogromnymi korzyściami operacyjnymi dla producenta biologicznego działającego na rynku B2B. Po pierwsze zapewnia ona wyjątkowo jednolity profil likwefakcji, całkowicie eliminując powstawanie niehydrolizowanych jąder skrobi lub spalonych, karmelizowanych produktów ubocznych. Po drugie szybki termiczny impuls wywołuje doskonałą koagulację naturalnych białkowych zanieczyszczeń, co znacznie poprawia właściwości filtracji końcowego roztworu sakcharozacji w procesach następczych. Wreszcie ten zoptymalizowany system minimalizuje wymagane powierzchnie zajmowane przez sprzęt produkcyjny i jest idealnie przystosowany do zautomatyzowanej, ciągłej skalowania przemysłowego.

Podsumowanie: Napędzanie innowacji przyszłości w głębokiej obróbce skrobi

W miarę jak intensywność globalnej konkurencji rośnie, a moce przetwarzania w międzynarodowym sektorze biotechnologii się powiększają, poleganie wyłącznie na przestarzałym sprzęcie lub niezmienionych paradygmatach przetwarzania nie jest już realną ścieżką rozwoju. Warunki rynkowe wymagają ciągłej, zdecydowanej innowacji technologicznej oraz elastycznego inżynierii produkcji. Optymalizując proces likwidacji skrobi, Huanfa Biology tworzy solidne podstawy operacyjne, które zapewniają długoterminowy rozwój przemysłowy oraz wysoką jakość końcowych produktów. Zajmując wyraźnie pozycję na pograniczu nowoczesnej technologii cukru, Huanfa Biology może nieustannie umacniać swoją pozycję na rynku, oferując partnerom biznesowym na całym świecie łatwo dostępne, wysoko zrównoważone oraz bezbłędnie przetworzone rozwiązania oparte na cukrach skrobiowych.