Tekočinjenje škroba

Kitajska je eden od največjih proizvajalcev in potrošnikov škroba na svetu, škrobna sladkorja pa so pomemben izdelek pri globoki predelavi škroba. Z reformami in odpiranjem ter izboljšanjem življenjskih razmer je kitajski škrobni sektor doživel hitro rast, neprekinjeno tehnološko inovacijo, razširitev industrijskega obsega in raznolikost vrst izdelkov. Škrob in škrobna sladkorja sta pomembna sestavna dela sodobne sladkorne tehnologije, njuna uporaba pa je izjemno široka.

Začnimo z tečenjem škroba!

Kot že ime nakazuje, se pri tekočenju škroba najprej uporabi izvirni škrob, ki se pridobiva iz žit, krompirja, fižolov in različnih rastlin brez kakršne koli kemične obdelave, ter modificirani škrob, ki je bil z nekim postopkom obdelan, da se spremenijo njegove izvirne fizikalne ali kemične lastnosti. Surov škrob je vrsta škroba, ki se proizvede brez kakršne koli kemične obdelave ali spremembe njegovih naravnih fizikalnih in kemičnih lastnosti. Izvirni škrob se lahko razdeli na štiri kategorije: žitni škrob, krompirjev škrob, škrob iz stročnic in druge vrste škroba. Surov škrob se lahko uporablja kot različne suspenzije, dodatki, sredstva za velirjenje, napolnjevala, lepila itd. Uporablja se tudi kot surovina za različne modificirane škrobe, škrobne sladkorje in škrobne derivatе. Naša podjetje predvsem uporablja koruzni škrob.

Seveda je škrob sam po sebi zelo daleč od dovolj, zato je potrebno dodati encime kot katalizatorje. Alfa-amilaza je pogosto uporabljen encim za tekočenje, ki hidrolizira α-1,4-glikozidne vezi v škrobu in njegovih hidroliziranih produktih, kar povzroči razpad molekul in zmanjšanje viskoznosti. Alfa-amilaza spada med endonukleaze, zato se hidroliza začne iz notranjosti. Ne more hidrolizirati α-1,6-glikozidnih vezij v amilopektinu, vendar lahko nadaljuje hidrolizo tudi čez te vezi. Od kod torej izvira alfa-amilaza? Pripravki alfa-amilaze izvirajo predvsem iz bakterij, zlasti iz Bacillus subtilis, in so odporni na temperature tekočenja 85–90 °C; drug tip zelo toplotno odpornega alfa-amilaze pa izvira iz lišajev podobnih bakterij in je odporen na temperature tekočenja okoli 110 °C.

Kakšen je proces tekočinjenja? Naša podjetje uporablja predvsem tekočinjenje z curkom pare, pri katerem se para neposredno vbrizga v tanko plast emulzije škroba, da se ta želatinizira in tekočini. Najprej se emulzija škroba segreje na 80–90 ℃ s pomočjo vbrizgavanja pare v razpršilnik, nato pa jo s pompo za izpodrivanje vbrizgamo v sistem. Nato se para vbrizga v tanko plast emulzije škroba, kar povzroči želatinizacijo in tekočinjenje. Turbulenca, ki jo povzroča curka pare, hitro in enakomerno segreje škrob, hkrati pa se viskoznost hitro zmanjša. Nato se mešanica vstopi v stolpec za laminarno pretakanje za ohranitev temperature, da se doseže željena stopnja tekočinjenja. Prednosti te metode so: dober učinek tekočinjenja, dobra koagulacija beljakovinskih nečistoč, dobre filtracijske lastnosti raztopine za saharifikacijo, manj opreme ter primernost za neprekinjen obrat.

Z nenehnim tehnološkim inoviranjem in razširjanjem proizvodne kapacitete v škrobni industriji je za zanesljivo delovanje le na obstoječi tehnologiji in opremi daleč premalo. Za to, da bi podjetje postalo močnejše in večje, moramo nenehno inovirati in biti na vrhu industrije.

Napredno inženirstvo: Razčlenitev procesa jetne likvefikacije

Za maksimalno izkoriščanje učinkovitosti teh bioloških katalizatorjev Huanfa Biology uporablja napredno mehansko metodo, znano kot likvefikacija z visokohitrostnim curkom. Ta sofisticirana konfiguracija neposredno vbrizga topli paro pod visokim tlakom v strogo nadzorovan, tanek sloj premične emulzije krompirjevega škroba, s čimer doseže hkratno želatinizacijo in razgradnjo škroba v sladkorje.

Natančna, korak za korakom izvedena industrijska obdelovalna cevovodna linija, ki jo uporablja Huanfa Biology, sledi strogemu termodinamičnemu zaporedju:

Faza predogrevanja: Surova emulzija krompirjevega škroba se najprej prilagodi na gostoto 18–22 Baumé in predogreje na natančno temperaturno območje 80 °C do 90 °C z avtomatiziranim vbrizgavanjem pare znotraj specializiranega curkovnega razpršilnika.

Vbrizgavanje pod tlakom: Močan črpalki s pozitivnim izpodrivom enakomerno dovaja pripravljeno emulzijo krompirjevega škroba v osnovno mešalno komoro pod stalnim tlakom.

Toplotni vrhunec z visoko turbulenco: Pod tlakom ustvarjeni pari se neposredno vstrelijo v tanko plast tekoče emulzije krompirjevega škroba. Ogromna mehanska turbulenco, ki jo povzroča ta para pod visokim tlakom, takoj in enakomerno segreje vsak mikrosloj škroba.

Zrušitev viskoznosti: Ker je lokalna toplotna porazdelitev popolnoma enakomerna, se naravni škrobni zrnca hkrati nabreknejo in raztrgajo, kar povzroči ostro zmanjšanje mehanske viskoznosti tekočine v nekaj sekundah.

Stabilizacija laminarnega pretoka: Zelo tekoča mešanica vstopi v natančno izoliran navpični stolpec za laminarni pretok, kjer jo obdržimo pod natančno nadzorovanimi termičnimi parametri, da se dokonča ciljna reakcija razgradnje škroba v sladkorje, dokler ne doseže natančne vrednosti ekvivalenta dekstroze (DE).

Operativne prednosti uporabe te specializirane arhitekture za curkovno likvefikacijo so ogromne za proizvajalca bioloških izdelkov B2B. Prvič, zagotavlja izjemno enakomerno profil likvefikacije in popolnoma izogne nastanku nehidroliziranih jedrc skroba ali izgorelih, karameliziranih stranskih produktov. Drugič, hitri termični sunki povzročajo odlično koagulacijo naravnih beljakovinskih nečistoč, kar znatno izboljša lastnosti filtracije končne raztopine za sakarifikacijo v nadaljnjih postopkih. Nazadnje ta poenostavljena sistema zmanjša potrebno površino opreme na tovarni in je popolnoma optimizirana za avtomatizirano, neprekinjeno industrijsko razširjanje.

Zaključek: Spodbujanje prihodnje inovacije pri globoki predelavi skroba

Ko se globalna konkurenca okrepi in se obdelovalne zmogljivosti razširjajo po mednarodnem biotehnološkem sektorju, je opiranje izključno na zastarelo opremo ali statične obdelovalne pristope več ni učinkovita pot naprej. Tržni pogoji zahtevajo neprekinjeno, agresivno tehnološko inovacijo ter gibko proizvodno inženirstvo. Z optimizacijo raztekanja škroba Huanfa Biology ustvari zelo trdno operativno podlago, ki zagotavlja dolgoročen industrijski razvoj in visoko kakovost izdelkov. Ker stoji trdno na vrhu sodobne sladkorne tehnologije, Huanfa Biology neprekinjeno krepi svoj tržni delež in poslovним partnerjem po celem svetu ponuja dostopne, zelo trajnostne in popolnoma obdelane rešitve za škrobne sladkorje.