СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КАРТОФЕЛЯ К ПЕРЕРАБОТКЕ НА СПИРТ
METHOD OF POTATOES PREPARATION FOR PROCESSING FOR ALCOHOL PRODUCTION

Изобретение относится к спиртовой промышленности и касается производства спирта из картофеля, конкретно - способов подготовки картофеля к переработке на спирт.
Основной технической задачей подготовки картофеля является перевод содержащегося в нем крахмала в форму, максимально доступную для ферментативного осахаривания.
Общеизвестен способ подготовки картофеля, заключающийся в его температурной обработке при 140-170°С (см. в кн. «Технология спирта» под ред. В.Л.Яровенко, М., 2002 г., с.79); при этом такую обработку проводят либо в одну, либо в две стадии (с.76).
Недостатки такой обработки состоят в том, что во-первых, она требует значительных энергозатрат; во-вторых, она сопряжена с потерей сахаров за счет их термораспада, а также реакций меланоидинообразования; в-третьих, после температурной обработки картофельную кашку необходимо охлаждать до температур, наиболее благоприятных для ферментативного осахаривания крахмала, что сопряжено с дополнительными затратами.
Задачей изобретения является создание такого способа подготовки картофеля путем температурной обработки, который характеризовался бы минимальными энергозатратами и исключал термический распад сахаров и реакции меланоидинообразования.
В предлагаемом способе это достигается тем, что температурную обработку картофеля проводят при температурах от 0°С и ниже. Ее осуществляют выдерживанием картофеля в естественных условиях при нулевой или отрицательных температурах наружного воздуха, например, при хранении картофеля на складах в зимнее время, либо выдерживанием в холодильных камерах, в которых создаются и автоматически обеспечиваются нулевая или отрицательная температуры.
Верхний предел температурной обработки 0°С обусловлен тем, что выше этого предела, вплоть до температуры 140°С и более, не наблюдается переход крахмала в водорастворимое состояние. Нижний предел в предлагаемом способе не лимитируется.
Продолжительность температурной обработки картофеля по предлагаемому способу составляет от 20 суток и более (верхний предел не ограничивается).
В результате обработки картофеля по предлагаемому способу до 40% крахмала переходит в водорастворимое состояние (в картофельный сок), одновременно повышается гидролизуемость остаточного нерастворимого крахмала. Далее картофель можно измельчить в кашку и подвергнуть ферментативному осахариванию.
Предлагаемый способ имеет следующие преимущества перед прототипом:
1) исключается необходимость нагревания картофеля до 140-170°С, экономится соответствующее количество энергии, снижаются затраты;
2) упрощается аппаратурное оформление процесса, поскольку отпадает необходимость использовать аппараты, работающие под избыточным давлением;
3) способ позволяет значительно расширить масштабы переработки картофеля на спирт, так как устраняется главный недостаток картофеля, как сырья, - ограниченная сохраняемость; создается реальная возможность круглогодичной работы заводов на картофельном сырье;
4) снижаются потери картофеля, как сырья, при хранении за счет исключения процессов дыхания, гниения и прорастания;
5) исключаются потери сахаров на стадии подготовки картофеля, связанные с термическим распадом и реакциями меланоидинообразования, имеющими место при обработке картофеля по способу-прототипу.
В нижеследующих примерах показано, что в результате обработки картофеля по предлагаемому способу в растворимое состояние переходит до 38,9% картофельного крахмала (фактически это цифра еще больше, поскольку из картофельной кашки удается отделить не весь сок); одновременно значительно повышается гидролизуемость оставшегося крахмала, что видно из примера 6.
Пример 1. На обработку взят картофель с содержанием сухих веществ 19%, крахмала - 13,68%. После измельчения картофеля в кашку и отделения сока распределение крахмала в соке и остатке составляло 6,4 и 93,6% соответственно.
Для проведения обработки по предлагаемому способу клубни картофеля поместили в термостат при 0°С на 20 и 50 суток, затем измельчили в кашку, отделили сок и определили распределение крахмала в соке и в остатке, которое составило:
- при 20-суточном хранении 24,8 и 75,2% соответственно;
- при 50-суточном хранении 36,2 и 65,8% соответственно.
Из сравнения распределения крахмала в исходном и обработанном картофеле следует, что количество водорастворимого крахмала возросло в 3,87-5,65 раз.
Пример 2. Клубни картофеля, взятые в условиях примера 1, хранили в зимний период на холодном складе при естественном колебании температур от -8 до -34°С в течение 90 суток, затем измельчали в кашку, отделяли сок и исследовали распределение крахмала в соке и остатке, которое составило 32,5 и 67,5% соответственно.
Пример 3. Клубни, обработанные в условиях примера 2, заложили на хранение в морозильную камеру при температуре -18°С сроком на 9 месяцев с последующим измельчением, отделением сока и анализом. Распределение крахмала в соке и остатке составило 36,1 и 63,9%.
Пример 4. Клубни, обработанные в условиях примера 2, заложили на хранение в холодильник при -2°С на 20 суток с последующим измельчением, отделением сока и анализом. Распределение крахмала в соке и остатке составило 38,9 и 61,1%.
Пример 5. Клубни картофеля, взятые в условиях примера 1, заложили на хранение в морозильную камеру при - 18°С сроком на 30 суток и последующим измельчением, отделением сока и анализом. Распределение крахмала в соке и остатке составило 34,6 и 65,4%.
Пример 6. Навески остатка после отделения сока от исходного картофеля и от картофеля, обработанного по примеру 4, залили 32%-ной соляной кислотой (при одинаковом модуле), выдержали 15 минут при комнатной температуре, после чего определили выход моносахаридов. Установлено, что при этом крахмал в остатке от исходного картофеля гидролизовался на 27,2%, тогда как в остатке от обработанного картофеля - на 88,9%.