El 75% de la cosecha de papa se cultiva para procesamiento industrial y los daneses producen per cápita más almidón que cualquier otra nación.
PRESENCIA DE ALMIDÓN
El almidón constituye la reserva nutritiva de muchas plantas. Durante la temporada de crecimiento, las hojas verdes recogen energía del sol. En las patatas, esta energía se transporta como una solución de azúcar hasta los tubérculos, y es allí donde el azúcar se convierte en almidón en forma de pequeños gránulos que ocupan la mayor parte del interior de la célula.
La conversión de azúcar en almidón se realiza mediante enzimas. Luego, la próxima primavera, las enzimas también son responsables de la reconversión del almidón en azúcar, transportado hacia arriba como energía para la planta en crecimiento.
LA BASE PARA LA CALIDAD DEL ALMIDÓN SE ENCUENTRA EN LA PINZA PARA PATATAS.
En el campo o almacenados en pinzas durante el invierno, los tubérculos se mantienen vivos y necesitan algo de aire para la respiración y la actividad vital.
Las papas consumen una pequeña cantidad de su propio almidón durante el invierno para mantener las funciones vitales hasta la primavera. Esto requiere aire fresco y la respiración genera calor.
Si la temperatura circundante cae con riesgo de heladas, los tubérculos intentan salvar su piel mediante la conversión extensiva de almidón en azúcar para reducir el punto de congelación en el jugo celular. Si esto no es suficiente, los tubérculos mueren. Por lo tanto, las patatas deben cubrirse adecuadamente cuando se almacenen.
Si las patatas se calientan, aumenta la respiración, lo que aumenta aún más la temperatura. Se usa mucho almidón para la respiración y los tubérculos mueren de calor.
Las condiciones de almacenamiento desfavorables provocan pérdidas de almidón y, en el peor de los casos, patatas muertas y aplastadas, que son perjudiciales para el proceso.
Hay que rechazar los suministros de patatas malas.
Los daños durante el transporte también provocan problemas de calidad. Cada golpe daña las células, con pérdidas de almidón y como resultado un punto muerto en el tubérculo. Por tanto, es de suma importancia manipular las patatas durante el transporte con el mayor cuidado posible con las técnicas y el equipo disponibles.
EL REFINADO YA COMIENZA DURANTE LA ADMISIÓN DE MATERIA PRIMA.
Amortiguador de caída para el llenado inicial del depósito vacío.
Durante la descarga en la fábrica, el daño se puede reducir cubriendo los silos intermedios con caucho y minimizando el impacto de las caídas con cortinas de caucho. Las patatas trituradas pierden mucho jugo, provocando espuma y problemas innecesarios en la estación de lavado.
La tierra suelta, la arena y la grava se eliminan en una pantalla giratoria antes de que las papas se depositen en el almacén; cuanto mejor sea la eliminación de la suciedad, menores serán los problemas con las piedras y la arena en los canales de evacuación. El suelo también contiene cantidades considerables de nutrientes, que se disolverán en el agua de lavado y contribuirán al efecto ambiental causado por el efluente.
La tienda de patatas es una necesidad para asegurar el suministro de patatas durante la noche. Es posible que también se necesiten suministros para el fin de semana debido a las restricciones del transporte pesado por carretera fuera del horario laboral ordinario.
La situación ideal es llegar al fondo del almacén de patatas todas las mañanas, porque las patatas sufren durante un almacenamiento prolongado en capas gruesas sin una ventilación adecuada.
EL LAVADO EFICIENTE FACILITA EL REFINADO.
La suciedad y la suciedad que no se eliminan en la estación de lavado dan problemas posteriormente. Por tanto, el lavado es muy importante. El lavado es un proceso a contracorriente, con agua fresca añadida a través de boquillas de presión en el paso final.
Las patatas se hacen fluir con agua en canales, pasando una trampa de piedra, hasta la estación de lavado. La trampa de piedras utiliza la diferencia en pesos específicos entre piedras y patatas: un flujo de agua corriente arriba lleva las patatas sobre la trampa de piedras, mientras que las piedras más pesadas se atrapan y se recogen en un transportador de piedras.
El nivel de agua en el tambor de lavado debe mantenerse bajo para que las patatas no floten. El tambor no es simplemente un transportador, sino que también garantiza que las patatas se froten vigorosamente entre sí. El frotamiento es fundamental para la eliminación de hongos, manchas podridas, piel y suciedad de la superficie. El agua flotante se puede reciclar después de depositar la arena en las piscinas.
Un alto nivel de lavado mejora el refinado porque muchas impurezas se asemejan al almidón en densidad y tamaño específicos, por lo que lavar las patatas es la única forma de deshacerse de ellas.
La cantidad de impurezas que se adhieren a las patatas en el momento de la entrega depende en gran medida de las condiciones meteorológicas y del suelo donde se cultivan las patatas.
La cantidad de agua utilizada para el enjuague y el lavado es idéntica a la cantidad de agua limpia aplicada en la pulverización final de alta presión.
ÁSPERO.
El raspado es el primer paso en la extracción del almidón. El objetivo es abrir las células del tubérculo y liberar los gránulos de almidón. La lechada obtenida puede considerarse como una mezcla de pulpa (paredes celulares), zumo de frutas y almidón. Con los raspadores modernos de alta velocidad, el raspado es una operación de una sola pasada.
USO DE AZUFRE.
El jugo celular es rico en azúcar y proteínas. Al abrir las celdas, el jugo se expone instantáneamente al aire y reacciona con el oxígeno, formando componentes coloreados que pueden adherirse al almidón.
Por tanto, debe añadirse gas de dióxido de azufre o solución de bisulfito de sodio. Un considerable potencial de reducción de los compuestos de azufre evita la decoloración. Se debe agregar suficiente azufre para mantener el jugo y la pulpa de color amarillo claro. (Re.: TM 23)
EXTRACCIÓN.
Se necesita un lavado a fondo para eliminar los gránulos de almidón de las células; las células se rompen en el raspador y forman una estera filtrante que intenta retener el almidón. Anteriormente se utilizaba agua para la extracción, pero hoy la extracción se realiza en sistemas cerrados que permiten el uso del propio jugo de papa. Tiene la ventaja de que el jugo se puede recuperar posteriormente en forma concentrada y sin diluir, reduciendo los costos de transporte para su uso como fertilizante.
El almidón lavado se descarga de los tamices de extracción junto con el jugo de fruta, y las paredes celulares (pulpa) se bombean a los tamices de deshidratación de pulpa. La pulpa sale de los tamices de deshidratación seca por goteo, es decir, aproximadamente un 8% de materia seca.
La extracción se realiza en tamices cónicos rotativos, donde la potencia centrífuga aumenta la capacidad por unidad de superficie. La alta eficiencia hace que sea factible utilizar placas de tamiz de alta calidad hechas de acero inoxidable, que resistirán la abrasión y los productos químicos CIP. Las placas de tamiz tienen perforaciones largas de solo 125 micrones de ancho.
Principio de funcionamiento de un extractor de almidón.
La extracción es un proceso a contracorriente en el que la pantalla de deshidratación de pulpa es en realidad el último paso. Si la pulpa se requiere en forma casi seca, se reduce el número de boquillas de aspersión con agua de lavado. En su lugar, se mantiene una pulverización posterior continua para garantizar que la pulpa seca se deslice por la pantalla.
CONCENTRACIÓN DE LA LODOSA DE ALMIDÓN CRUDO.
En la unidad de hidrociclón se excreta tanto jugo como sea posible. El almidón sale del concentrador como una suspensión bombeable de aproximadamente 19 oBe.
La etapa de concentración consiste típicamente en una unidad con bloques de hidrociclón para desespumar, concentrar y recuperar almidón dispuestos en serie.
REFINACIÓN
Ahora queda purificar la leche de almidón cruda (suspensión) y eliminar el jugo de fruta residual y las impurezas. La forma en que se hace se basa más o menos en los mismos principios que se utilizan para eliminar el agua con jabón de la ropa: escurre y sumerge en agua limpia una y otra vez. Todos los que lavan la ropa se dan cuenta de la frecuencia con la que es necesario escurrir antes de que el agua de enjuague esté completamente clara y que cuanto más fuerte se escurra, se requieren menos pasos de enjuague.
De la misma manera, la suspensión de almidón se diluye y se concentra una y otra vez. Para ahorrar agua de enjuague, el lavado se realiza en el mostrador actual, es decir, el agua dulce entrante se usa en el último paso y el desbordamiento se recicla para la dilución en el paso anterior y así sucesivamente.
HIDROCICLONES.
El refino se basa en la diferencia en la densidad específica del agua, las fibras y el almidón:
Densidad específica g / ml | |
Almidón | 1,55 |
Paredes celulares (fibras) | 1,05 |
Agua | 1,00 |
Suelo, arena | encima de 2 |
En los fuertes campos gravitacionales de un hidrociclón y una centrífuga, el almidón se sedimenta rápidamente, mientras que las fibras (residuos de pulpa) simplemente flotan en el agua. El jugo se diluye directamente en el agua y va con la fase acuosa.
Al crear un flujo de agua que se mueve hacia el almidón, muchas fibras que simplemente flotan en el agua pueden ser forzadas al desbordamiento. El suelo, la arena y muchos hongos, etc., tienen la misma densidad o son más pesados que el almidón y no es posible separar estas partículas del almidón mediante la fuerza centrífuga; por eso es tan importante eliminar tantas impurezas como sea posible de la superficie de la papa en la estación de lavado.
Aunque algunas impurezas van con el almidón en el flujo inferior, existe, por medio de un tamiz, una última oportunidad para eliminar las partículas más grandes, es decir, partículas de más de 125 micrones. Las partículas no son esféricas. Por el contrario, son de forma irregular y pueden pasar a través del tamiz de refinación, si la presión de pulverización es demasiado alta.
Las impurezas que no se eliminan de esta manera no se pueden eliminar mediante ninguna técnica conocida.
En las etapas de recuperación, todo el almidón debe retenerse en el flujo inferior, por lo que solo se desperdicia muy poco en el efluente (agua de frutas).
Cuanto menor es el consumo de agua, más bombas participan en el proceso y más calor se genera. Para retardar el crecimiento bacteriano, las temperaturas del refrigerador son ideales.
En el efluente de jugo de fruta concentrado, el enfriamiento durante la extracción es imprescindible porque en el jugo caliente los microbios que descomponen las proteínas y el mal olor pueden tomar el control.
La limpieza in situ se realiza con cáustico e hipoclorito como agentes limpiadores. El cáustico es un poderoso agente para eliminar la acumulación de proteínas en las paredes interiores y el hipoclorito es un eficaz asesino de gérmenes.
Durante el CIP, es de suma importancia mantener las tuberías llenas. Los tanques son CIP'ed más eficientemente con boquillas de disco giratorias, y se requieren tanques cubiertos. (Re.: TM 23 CIP)
El almidón húmedo de los filtros de vacío giratorios se seca en un secador instantáneo con aire caliente moderado. El aire se calienta indirectamente.
Antes de la entrega, el almidón se tamiza en un tamiz fino para eliminar las incrustaciones formadas en los transportadores de tornillo, etc.
El almidón encuentra usos en comida rápida, dulces, salchichas, tabletas y papel, cartón ondulado, etc. y juega un papel destacado en nuestra vida diaria.
Modificación. La mayor parte del almidón se utiliza con fines industriales. El almidón se fabrica a medida para satisfacer los requisitos del usuario final, lo que da lugar a una gama de productos especiales. Se aplican muchas y sofisticadas técnicas. Un principio más versátil comprende una modificación en húmedo de tres pasos:
PREPARACIÓN
v
Reacción
v
Máquinas de acabado
Mediante la aplicación de diferentes condiciones de reacción (temperatura, pH, aditivos) y un estricto control del proceso, se fabrican productos especiales con propiedades únicas.
Estos productos especiales se denominan almidones modificados porque aún conservan su forma de gránulos original y, por lo tanto, se parecen al almidón nativo (sin modificar) en apariencia. Pero la modificación ha introducido cualidades mejoradas en el almidón cuando se cocina. La pasta puede haber obtenido mayor claridad, viscosidad, capacidad de formación de película, etc.
Al ser un almidón de polímero natural renovable puro tiene multitud de aplicaciones
Composición de la fécula de patata
Constituyentes | Análisis típico |
Almidón, sustancia seca | 80% |
Agua | 20% |
Ceniza | 0.3% |
Arena | 0.02% |
Proteínas | 0.09% |
Fósforo, P | 0.07% |
Calcio, Ca | 0.03% |
Hierro, Fe | 3 ppm |
Soluble en agua fría | 0.1% |
Distribución de tamaño.
Intervalo, micrones | % |
87 - 140 | 3 |
53 - 87 | 24 |
38 - 53 | 34 |
28 - 38 | 17 |
22 - 28 | 9.1 |
17 - 22 | 7.7 |
13 - 17 | 3.3 |
10 - 13 | 0.9 |
8 - 10 | 0.5 |
6 - 8 | 0.2 |
0 - 6 | 2.0 |
Superficie de la aplicación de gránulos de almidón. 30 ha / g
Aplicación de densidad específica. 1.55 g / ml
Calor específico 1.22 J / g
Peso a granel de almidón 80% DS app. 0.7 g / ml
DS de aplicación de centrifugado húmedo. 0.6 g / ml
Brillo (MgO2 = 100%) aplicación. 95%
Determinación del contenido de almidón en patatas.
El contenido de almidón de las patatas frescas se correlaciona con la densidad de la patata. Una muestra de 5050 g de papa en una canasta de red se pesa sobre el agua y luego se sumerge nuevamente en agua limpia de un máximo de 18 oC.
Wo = peso de la muestra de patata
Wu = peso de la muestra bajo el agua
Densidad dde papa =Wo / (Wo - Wu) g / ml
Materia seca de almidón = (dde papa -1,015059) / 0,0046051%
La cifra calculada en porcentaje se desvía menos de 0.05 de los valores leídos en la tabla de la UE aplicada por la Comisión Europea que cubre las patatas con un 8% a un 23% de materia seca de almidón. Una versión abreviada de la tabla, válida hasta el 1 de julio de 1996, es la siguiente:
Wo 1g | Wu 2g | Densidad d 3g / ml | Materia seca de almidón de patatas 4% | Patatas para producir 1 t de almidón comercial 5kg | Precio mínimo de la UE 6ECU / t de patata | Subvención de la UE I a la fábrica 7ECU / t de patata | Subvención de la UE II a la fábrica 8ECU / t de patata |
5050 | 352 | 1.075 | 13 | 6,533 | 32.110 | 3.405 | 13.31 |
5050 | 372 | 1.080 | 14 | 6,065 | 34.590 | 3.671 | 14.33 |
5050 | 392 | 1.084 | 15 | 5,664 | 37.040 | 3.924 | 15.35 |
5050 | 412 | 1.089 | 16 | 5,308 | 39.520 | 4.190 | 16.38 |
5050 | 430 | 1.093 | 17 | 5,000 | 41.960 | 4.456 | 17.39 |
5050 | 450 | 1.098 | 18 | 4,720 | 44.440 | 4.709 | 18.42 |
5050 | 470 | 1.103 | 19 | 4,467 | 46.960 | 4.987 | 19.46 |
5050 | 488 | 1.107 | 20 | 4,299 | 48.800 | 5.180 | 20.22 |
5050 | 508 | 1.112 | 21 | 4,234 | 49.550 | 5.253 | 20.53 |
5050 | 527 | 1.117 | 22 | 4,140 | 50.670 | 5.373 | 21.00 |
5050 | 545 | 1.121 | 23 | 4,056 | 51.720 | 5.482 | 21.43 |
1) Peso de la muestra de papa sobre el agua. 2) Peso de la muestra sumergida en agua. 3) Densidad calculada = (Wo / (Wo -Wu)). 4) Contenido de almidón según tabla oficial. 6) El precio mínimo que debe pagar el fabricante directamente al agricultor para poder optar a una subvención. 7) Se paga una subvención de la UE I, una prima de producción, al fabricante, si paga el precio mínimo de la UE o más. 8) Un subsidio II, un pago de compensación, se paga directamente a la fábrica, si paga el precio mínimo de la UE o mejor. El tipo de cambio 1 de julio de 1996 fue 1 ECU = 1,24 dólares estadounidenses.
Este método empírico se utiliza para liquidar cuentas con proveedores de patatas para fábricas de almidón. Se utiliza un método similar para la yuca. Sin embargo, las condiciones de almacenamiento desfavorables pueden causar la conversión enzimática del almidón en glucosa que afecte el rendimiento del almidón sin cambiar el peso y la densidad de las patatas bajo el agua. Por lo tanto, el método solo se aplica a las patatas frescas. El método no es científicamente correcto de ninguna manera. Existen métodos confiables para la determinación de carbohidratos en las papas, pero la fracción soluble sin almidón y la fracción de granos de almidón particulares son indistinguibles entre sí por medios prácticos y precisos.