Liekvifikácia škrobu na cukor

Čína je jedným z najväčších svetových producentov a spotrebiteľov škrobu a cukor zo škrobu je dôležitým výrobkom pri hlbokom spracovaní škrobu. V dôsledku reformy a otvorenia a zvyšovania životnej úrovne sa čínsky škrobársky priemysel vyvíjal veľmi rýchlo, pričom dochádzalo k neustálej technologickej inovácii, rozširovaniu výrobného rozsahu a diverzifikácii typov výrobkov. Škrob a cukor zo škrobu sú dôležitými zložkami súčasnej cukrovej technológie a ich uplatnenie je veľmi široké.

Začnime teda zákvasom škrobu!

Ako názov napovedá, likvidácia škrobu najprv zahŕňa pôvodný škrob, ktorý sa vyrába z obilnín, zemiakov, fazuľovitých rastlín a rôznych iných rastlín bez chemického spracovania, ako aj modifikovaný škrob, ktorý bol spracovaný nejakou metódou na zmenu jeho pôvodných fyzikálnych alebo chemických vlastností. Surový škrob je typ škrobu, ktorý sa vyrába bez akéhokoľvek chemického spracovania alebo zmeny jeho prirodzených fyzikálnych a chemických vlastností. Pôvodný škrob možno rozdeliť do štyroch kategórií: obilný škrob, zemiakový škrob, škrob z fazuľovitých rastlín a iné druhy škrobu. Surový škrob sa môže používať ako rôzne suspenzie, prísady, škroby na oškrobovanie, plnivá, lepidlá atď. Môže sa tiež používať ako surovina pre rôzne modifikované škroby, škrobové cukry a deriváty škrobu. Naša spoločnosť používa predovšetkým kukuričný škrob.

Samotný škrob je samozrejme veľmi ďaleko od toho, aby bol dostatočný, a preto je potrebné pridať aj enzýmy ako katalyzátory. Alfa-amyláza je bežne používaný likvidizačný enzým, ktorý hydrolyzuje α-1,4-glykozidové väzby v škrobe a v jeho hydrolyzovaných produktoch, čím spôsobuje rozpad molekúl a zníženie viskozity. Alfa-amyláza patrí medzi endonukleázy a hydrolyza sa začína zvnútra. Nedokáže hydrolyzovať α-1,6-glykozidové väzby v amylopektíne, avšak môže pokračovať v hydrolyze za týmito väzbami. Odkiaľ teda pochádza alfa-amyláza? Prípravky alfa-amylázy sa získavajú predovšetkým z baktérií, najmä z druhu Bacillus subtilis, a vydržia likvidizačné teploty 85–90 ℃; iný typ vysoce tepelne odolnej alfa-amylázy sa získava z lišajníkových baktérií a vydrží likvidizačné teploty približne 110 ℃.

Aký druh procesu je likvefikácia? Naša spoločnosť používa predovšetkým jetovú likvefikáciu, pri ktorej sa para priamo vstrekuje do tenkej vrstvy emulzie škrobu, čím sa dosiahne želatizácia a likvefikácia. Najprv sa emulzia škrobu predhrieva na teplotu 80–90 ℃ vstrekovaním pary do rozprašovača a potom sa emulzia škrobu vstrekuje pomocou posuvného čerpadla. Následne sa para vstrekuje do tenkej vrstvy emulzie škrobu, čo spôsobuje želatizáciu a likvefikáciu. Turbulencia vyvolaná vstrekovaním pary rýchlo a rovnomerne zohrieva škrob a viskozita rýchlo klesá. Potom sa zmes vstupuje do laminárneho stĺpca na izoláciu, aby sa dosiahol požadovaný stupeň likvefikácie. Výhodami tejto metódy sú dobrý účinok likvefikácie, dobré zrážanie bielkovinových nečistôt, dobré filtračné vlastnosti roztoku sacharifikácie, menší počet zariadení a vhodnosť pre nepretržitý prevádzkový režim.

S neustálym technologickým inovovaním a rozširovaním výrobnej kapacity v priemysle škrobu už nestačí spoliehať sa len na existujúcu technológiu a vybavenie. Musíme neustále inovovať a stáť na čele priemyslu, aby sme spoločnosť posilnili a rozšírili.

Pokročilé inžinierstvo: Rozbor procesu kvapalnenia prúdom

Na maximalizáciu účinnosti týchto biologických katalyzátorov sa Huanfa Biology opiera o pokročilú mechanickú metódu známu ako kvapalnenie prúdom vysokou rýchlosťou. Toto sofistikované usporiadanie priamo injekčne privádza tepelnú paru pod vysokým tlakom do presne kontrolovanej, tenkej vrstvy pohybujúcej sa emulzie z kukuřičného škrobu, čím sa dosiahne súčasné želatinizovanie a likvidácia škrobových cukrov.

Dôkladný, postupný priemyselný spracovateľský reťazec, ktorý využíva Huanfa Biology, sleduje prísnu termodynamickú postupnosť:

Fáza predhrievania: Surová emulzia z kukuřičného škrobu sa najprv nastaví na hustotu 18 až 22 °Baumé a predhreje sa na presný teplotný rozsah 80 °C až 90 °C pomocou automatického zariadenia na prívod pary v špeciálnej tryskovej hadici.

Tlaková injekcia: Výkonné čerpadlo s kladným výtlakom rovnomerne privádza upravenú emulziu z kukuřičného škrobu do hlavnej miešacej komory za stáleho tlaku.

Termický vrchol s vysokou turbulenciou: Pretlaková para je priamo privádzaná do tenkej vrstvy prúdiacej emulzie z kukuŕičného škrobu. Obrovská mechanická turbulencia vytvorená touto vysokotlakovou parnou tryskou okamžite a rovnomerne zohrieva každú mikrovrstvu škrobu.

Zrúšenie viskozity: Keďže lokálne tepelné rozloženie je dokonale rovnomerné, prirodzené škrobové zrná sa roztýčajú a súčasne sa roztrhnú, čím sa mechanická viskozita kvapaliny v priebehu niekoľkých sekúnd prudko zníži.

Stabilizácia laminárneho prúdenia: Vysoko tekutá zmes vstupuje do presne izolovanej zvislej laminárnej prúdiacej kolóny, kde je udržiavaná v striktne definovaných tepelných podmienkach, aby sa dokončila cieľová reakcia likvefikácie škrobu na cukor až do dosiahnutia presnej hodnoty dextrózového ekvivalentu (DE).

Prevádzkové výhody využívania tejto špecializovanej architektúry kvapalnenia prúdom sú obrovské pre výrobcu biologických látok na B2B trhu. Po prvé, zabezpečuje výnimočne rovnomerný profil kvapalnenia a úplne sa vyhýba vzniku nezhydrolyzovaných jadier škrobu alebo spálených, karamelizovaných vedľajších produktov. Po druhé, rýchly tepelný záblesk spôsobuje vynikajúcu koaguláciu prirodzených proteínových nečistôt, čo výrazne zlepšuje filtračné vlastnosti konečného roztoku pri sacharifikácii v nasledujúcich technologických krokoch. Nakoniec tento optimalizovaný systém minimalizuje požadovanú plochu výrobného zariadenia v továrni a je dokonale prispôsobený automatizovanej, nepretržitej priemyselnej škále.

Záver: Poháňanie budúcej inovácie v hlbokom spracovaní škrobu

Keď sa globálna konkurencia zosilňuje a v medzinárodnom biotechnologickom sektore sa rozširujú spracovateľské kapacity, opierať sa výlučne na zastaralé vybavenie alebo statické spracovateľské paradigmy už nie je žiadnou životaschopnou cestou vpred. Trhové podmienky vyžadujú neustálu, agresívnu technologickú inováciu a flexibilné výrobné inžinierstvo. Optimalizáciou likvefikácie škrobu si spoločnosť Huanfa Biology vytvára pevný operačný základ, ktorý zabezpečuje dlhodobý priemyselný rast a výbornú kvalitu výstupov. Tvrdo stojac na najnovšom pokračovaní moderných cukrových technológií umožňuje spoločnosť Huanfa Biology neustále posilňovať svoju trhovú pozíciu a ponúka obchodným partnerom po celom svete prístupné, vysoce udržateľné a dokonale spracované riešenia pre škrobové cukry.