Könnyűipari ismeretek | Tanulmányok, esszék » A kukorica nedvesúti feldolgozásának technológiai lépései

A kukorica nedvesúti feldolgozásának technológiai lépései 1. Keményítőtej termelés folyamatábra 1 1. Keményítőtej termelés Kukorica fogadás, tárolás A technológia alapanyaga takarmánykukorica. Ez érkezhet a feldolgozó gyárba közvetlenül a betakarítás után (nedves kukorica) vagy szárítás után (száraz kukorica). Előbbi azonnal feldolgozásra kerül, utóbbi max. 14,5% nedvességtartalmú, mikrobiológiailag stabil, ezért silóban vagy zárt tárolóban tárolható mielőtt feldolgozzák. Kukorica tisztítás Cél: idegen anyagok (kő, léha, por, szár) valamint a törtszem eltávolítása (utóbbi a maghéj hiánya miatt az áztatóvízben szuszpendálódna és így a gyártás szempontjából nézve veszendőbe menne). A tisztítás gravitációs úton, 2 lépésben történik. Első lépésben a kukorica a dobrostákra kerül, amik kiválasztják a durvább szennyeződéseket. Innen az anyag a síkrostákra (tisztítógépekre) jut, ahol

elkülönítik a kukorica közül a törtszemet (alsó rosta 2,5 mm-es lyukakkal) és a darabos hulladékot (fölöző rosta 13 mm-es lyukakkal) A por és törtszem a takarmányszárítóra jut, az egyéb szennyezők az inert hulladékba. Kukorica áztatás Cél: A vízoldható alkotórészek kivonása, a magszerkezet fellazítása az alkotórészek mechanikus elválasztásának érdekében. Az áztatás szakaszos vagy folyamatos kádakban, 48-54 °C-on, kb. 35 óráig, 0,1-0,2% SO2 koncentrációjú vízben, ellenáramban történik. Az áztatás alatt a kukorica jelentős mennyiségű vizet vesz fel. Az áztatóvíz kén-dioxid tartalma gyorsítja a fellazítás folyamatát és gátolja a nemkívánatos bakteriális folyamatokat. A száraz őrlésű technológiákkal szemben az áztatás segítségével a nedves őrlésű technológia lehetővé teszi, hogy a kukorica egyes komponenseit szétválasszuk, és azokat külön hasznosítsuk, értékesítsük. Durva őrlés (előaprítás)

Speciálisan kialakított felületű őrlőmalmok álló- és forgórésze a kukoricát 3-4 darabra aprítja. A kíméletes aprítással elérhető, hogy az áztatás során rugalmas állagú kukoricacsíra az őrleményben egészben maradjon. Az elválasztást elősegítő őrlési folyamat kétlépcsős Csíra hidrociklon A nagy olajtartalmú csíra fajsúly szerint elválasztható az őrleménytől. Az elválasztás az első és második előmalom után a kétlépcsős kivitelű hidrociklon-soron történik. A csíra a ciklonok felső kivezetésén, az őrlemény a ciklonok alján távozik. A szétválasztás során a nyomáskülönbség (2,6-3 bar) segítségével tartható a szeparáció. 2 Az elválasztás azért szükséges, mert a csíra kb. 55% olajat tartartalmaz, ami a továbbiakban megnehezítené a keményítő, a glutén és a rostanyagok hatékony elválasztását. Csíramosó ívszita Mivel a szeparáció során a csírával együtt bizonyos mennyiségű

keményítő is elhagyja a rendszert, ezért a visszanyerés érdekében soros elrendezésű ívszita rendszeren jut keresztül. A mosás ellenáramban történik, a legtisztább mosóvizet az utolsó ívszita elé adagolják. Csíraprés A mosás után egy présberendezésen keresztül küldve elővíztelenítik a csírát, a kívánt nedvességtartalom max. 50% Csíraszárító A szárító gőzfűtésű forgócsöves- vagy újabban fluidágyas, forró levegővel vagy füstgázzal üzemelő berendezés. A szárítás során cél a min. 95% szárazanyag-tartalom elérése Fontos, hogy a csíra állandóan mozgásban legyen, mivel így elkerülhető a barna szemek (égett csíra) keletkezése. Az így kinyert kukoricacsírából jó minőségű étkezési olaj gyártható Finom őrlés (utóaprítás) Az előaprított és hidrociklonokon csírátlanított őrlemény vizes szuszpenzió formájában az ún. finomőrlő malomra kerül Ebben a berendezésben tovább őrlik a kukoricát,

hogy az őrleményben jelenlevő fehérje-, keményítő- és rostrészek minél jobb hatásfokkal legyenek elválaszthatók. A finommalmok egy rögzített őrlőtárcsával és egy állítható őrlőtárcsával vannak ellátva, melyek ellentétes irányba forognak. Az őrlés megkönnyítésére és hűtésére technológiai vizet vezetnek a malomba. Az egész technológiai folyamatra jellemző, hogy 60 °C fölé nem mehet a feldolgozás során az anyag hőmérséklete, mivel ezen a hőfokon már beindul a keményítő csirízesedés folyamata. Ívsziták A finomra őrölt vizes szuszpenzióból a rost speciális, több fokozatú ívszita rendszerben, ellenáramú mosás alkalmazásával nyerhető ki (kaszkád sor). A rostrészektől, amelyek nagysága 100 mikron feletti a keményítőszemcsék és a fehérje elválasztható, mert ezek kisebb méretűek és a víz egy részével a keményítő és a fehérjeszemcsék átjutnak az ívszitákon, míg a rostszemcsék a megmaradó

vízmennyiséggel az ívszita felületén gördülnek tovább. A keletkezett rostszálakban található a kukorica cellulóztartalmának döntő mennyisége. 3 Rostprés A rostfeldolgozás következő lépése az elválasztás után a víztelenítés, ami víztelenítő ívszitákon, majd 2. fokozatban rostprésen történik A préselés hatékonyságát a prés kiadó garat részénél található torlasztó tárcsa beállításával lehet befolyásolni. Az áramfelvétel, és a préselt rost szárazanyagtartalma függvényében egy hidraulikus rendszerrel lehet a torlasztó kúpot állítani. A rostprésen a nedvességnek 60% alá kell csökkennie Takarmány szárító A takarmány szárító alapanyaga a nedves keményítő üzemben keletkezett nedves rost, a kukorica tisztítás során keletkezett törtszem és a bepárolt szeszüzemi melléktermék (moslék). A szárítás során a szárító levegő körfolyamatban mozog a berendezések között. A gáztüzeléshez az

égéslevegőt az anyag-leválasztó ciklonokból távozó levegőáramok adják, amiket ventillátor mozgat. A melegített levegő egy hőcserélőben adja át a hőjét a körforgalomban lévő szárító levegőnek, ami a szárítódobban találkozik a beadott nedves anyaggal. A dob után ciklon választja le a száraz anyagot, a levegő pedig visszamegy a körfolyamatba. A végtermék egy hűtő berendezésbe jut, ahol a keresztáramú léghűtés hatására az anyag eléri a tárolási hőmérsékletet. Az ilyen módon előállított, 90% körüli szárazanyag tartalmú végterméket CGF pornak nevezzük, ami darálás után akár közvetlenül is értékesíthető, de lehetőség van egy pelletáló berendezés segítségével sajtolt formában is eladni. Pelletáló A pellet a por kör keresztmetszetű furatokon történő átpréselésével előállított granulátum. Ehhez préselés előtt kis mennyiségű (1-3%) vizet adagolnak a porhoz a jobb tapadás eléréséhez. A

feladatra síktárcsás vagy gyűrűs matricákat alkalmaznak, melyek furatain csigával, dugattyúval vagy görgőkkel préselik át a tápot. A matrica túloldalán forgókés darabolja a pelletet. A pelletek általában 6 vagy 12 mm átmérőjűek Besűrítő szeparátor Az ívszitákon elválasztott keményítő szuszpenziót tányéros centrifugákon (szeparátorsoron) dolgozzák fel. Működési elve – technológiai pozíciótól függetlenül – minden szeparátornak azonos. Az elválasztandó szuszpenziót tengelyirányban, felülről egy csövön keresztül vezetik be a nagy sebességgel forgó szeparátor dobba. A folyadék alulról felfelé áramlik a forgó tányérok között, miközben a nehezebb sűrűségű alkotó a centrifugális erő hatására a dob palástján elhelyezett fúvókákon távozik. A szeparátorból a nehezebb anyag az alsó, míg a könnyebb anyag a felső nyíláson távozik. Primer szeparátor A primer szeparátorokban a keményítőtej és a

fehérjefrakció szétválasztása történik a fajsúly különbség elve alapján. Itt a nyomásviszonyok és a fúvókák beállítása olyan, hogy a kisebb fajsúlyú fehérje frakció majdnem keményítőmentesen távozik a felső elfolyón. 4 Glutén szeparátor A primer szeparátoron kinyert fehérje (glutén) nagy része víz, ezért a további feldolgozás előtt még szeparátorok segítségével kiválasztják belőle a vízfelesleget, ezzel kb. 40%-os szárazanyag tartalomra sűrítik. A glutén fehérje-tartalmának 60-65%-nak kell lennie Glutén dobszűrő A szeparátor segítségével nagymértékben víztelenített glutént (sűrű glutén) vákuum dobszűrők segítségével tovább víztelenítik. A sűrű glutént a dobszűrők teknőjébe vezetik A dobszűrő fő része a henger alakú dob, amely vízszintesen helyezkedik el a teknőben. A dobot támasztó egyik tengelycsapon van a hajtásrendszer, a másikon keresztül távozik a szűrlet. A dobszűrők

működési elve szerint a sűrű glutén a szűrővászonhoz tapad, amely a forgó dobra van fűzve. A víztelenítés a vákuum hatására történik, a víz a dob belsejébe kerül, a vászonra tapadt glutén tovább forog a dobbal, amiről „kések” segítségével távolítják el az ún. „lepényt” A lepény a dob alatti szállító csigába esik, ahol púderral (visszacirkuláltatott száraz glutén) keverik. Glutén szárító A glutén szárítás általában flash típusú pneumatikus szárítóban történik. A púderrel kevert dobszűrő lepény a termékszárítón egy dezintegrátorba (feladó) jut, amely megakadályozza a rögök képződését, és megfelelő kapcsolatot biztosít a szárító rendszerrel. A dezintegrátor az anyagot egy nagy sebességű venturi csőbe (szárítócső) továbbítja. Az egyenletes szárítás érdekében a szárítandó anyagot cirkuláltatják a készülékben. A szárítócső felső harmadában található ún osztályozó

segítségével vezetik vissza a még meg nem száradt, vagy durva szemcséket a szárítóba. A száraz terméket nagy teljesítményű ciklonokkal választják le a szárító levegő áramból. A szárított glutén termék min. 90% szárazanyag tartalmú Multiciklon sor A primer szeparátorok alsó elfolyása, a nagyobb sűrűségű keményítő (ún. keményítőtej) a multiciklon (MC) sorra kerül. Az MC sor fő feladata a keményítő tej tisztítása, az oldható és az oldhatatlan fehérjefrakció lecsökkentése 0,04% oldható fehérjetartalom alá. A keményítőtej a mosóvíz árammal ellenáramban halad a mosórendszerben. A multiciklon sor minden egyes lépcsője több ciklont foglal magában, amelyek egymással párhuzamosan kapcsolva működnek, és az MC testnek nevezett házba vannak beszerelve. Mindegyik ciklonnak van egy betáp csonkja, egy alulfolyó csonkja (UF), és egy túlfolyó csonkja (OF). Az alulfolyás tartalmazza a koncentrált keményítőtejet, a

túlfolyó viszi magával az oldható szennyező anyagokat és az oldhatatlan finom szennyeződéseket. A tisztított, kb. 40% sza-ra besűrített keményítőtej szuszpenzió az alapanyaga a szárított keményítő, az izocukrok, glükózszirupok és részben az alkoholok gyártásának is. 5 2. Keményítőpor termelés folyamatábra 2. Keményítőpor termelés Elővíztelenítés A kukorica egyéb alkotórészeitől elválasztott, megtisztított keményítőt szuszpenzióként értékesítik vagy szárítják és ún. natív keményítő port gyártanak A keményítőtej szuszpenzió fehér színű, sűrűn folyó, gyorsan ülepedő anyag. A szárítás hatásfokának javítása miatt a víztől való elválaszthatóságát felhasználva szűréssel vagy centrifugálással elővíztelenítik a szuszpenziót. Az elővíztelenítés különféle vákuumszűrő berendezésen (pl. dobszűrőn, tárcsás szűrőn stb) valamint centrifugákon történhet. Így mintegy 60%-os

szárazanyag tartalmú keményítő állítható elő Szárítás előtt nátrium-karbonát adagolásával állítják be a pH-t. Szárítás A keményítőszárítás elsődleges célja a mikroorganizmusok elszaporodásának megakadályozása, ezért kis maradék nedvességtartalomra kell törekedni. A keményítő hőmérséklet-érzékenysége miatt a szárítás hőmérsékletét úgy kell megválasztani, hogy a keményítőszemcsék hőmérséklete ne emelkedjen 55 °C fölé. A szárítás pneumatikus berendezésben történik, ahová egy adagoló berendezés segítségével kerül. Itt a forró 6 levegő segítségével megfelelő úthosszon megszárad (nedvességtartalom max. 14%), és egy leválasztó ciklonberendezésbe kerül. Ebből a rendszerből a levegő és a vízgőzök távoznak, a keményítő pedig egy kiadagoló csigán keresztül száraz, fehér por formájában eltávolítható. A légáramos szárítóberendezés közvetett fűtésű,

füstgázszennyeződéstől mentes, így nagyon tiszta keményítő nyerhető. Őrlés A szárítás után a natív keményítő szemcsemérete inhomogén. Az őrlés célja, hogy homogenizálja a keményítőt, és egységes szemcseméretű keményítőt állítsanak elő. Az őrlést az entoléter végzi. Ez a berendezés magas fordulaton, függőleges hengerei segítségével igen finom szemcseméretű őrleményt készít. Az anyag betáplálása a két felső csatornán keresztül történik. Az őrlő hengerek az anyagot a ház falához szorítják, apró szemcsékre törik. Az őrlemény a kúpos kialakítású ház alján hagyja el a berendezést Hűtés, fémdetektálás Az őrölt, meleg keményítőport nagy mennyiségű, steril levegőszűrőn szűrt környezeti hőmérsékletű légáramban juttatják a tároló silókba. Közben a por lehűl, így meggátolható a silóban a kipárolgás és lekondenzálás, ami penészesedéshez vezetne. A pneumatikus rendszerben

fémdetektor is van, ami a silókba fúvatott keményítőporban esetlegesen előforduló fémszennyezők jelenlétét jelezi. Fontos, hogy élelmiszer céljára gyártott keményítőben ne legyen fémszennyeződés. Szitálás, töltés, zsákolás A silókban tárolt por az ömlesztett (tartályautóba) töltés vagy zsákolás előtt vibrációs szitán megy át, így minden lehetséges fizikai szennyező valamint nagyobb keményítő szemcse kiválasztásra kerül. A szitált por vezetékben elektromágnes van beépítve A silóból pneumatikus vezetéken kerül a por a zsákolóba. A zsákoló berendezés 25 kg-os papírzsákokba tölti és mérlegeli. A zsák egy szállítószalagon halad tovább, melynél elektromágneses fémdetektor van elhelyezve. A zsákokat a kezelő raklapra rakja, a rakatokat gép fóliázza. A Big-Bag töltőberendezéssel nagyobb méretű zsákokat töltenek, igénytől függően egyenként 900-1000 kg mennyiségű késztermékkel. 7 3. Izocukor

termelés folyamatábra 8 3. Izocukor termelés Konvertálás A cukorgyártás első lépése a keményítő elfolyósítása, ahol a keményítő-polimer hidrolízis útján alkotó elemeire bomlik. Cél a 12-14 közötti dextróz egyenérték elérése A keményítőtejet hígítják, lúggal beállítják a pH-t 5 körülire, termostabil α-amiláz enzimet valamint CaCl2-oldatot adagolnak hozzá, amelynek Ca2+-tartalma az enzim aktivitásához szükséges. Az így előkészített keményítőtejet gőzsugár injektor készüléken magas nyomású gőzzel pillanatszerűen érintkeztetik, az extrém magas hőmérséklet- és nyomásviszonyoknak köszönhetően a keményítő-polimer részben feltáródik és a termostabil enzim számára hozzáférhetőbbé válik. A megfelelő idejű hőntartást az injektor utáni csőreaktor, a keményítő-szerkezet fellazítását a nyomáscsökkentő szelepen való expandáltatás „flash”elés biztosítja. A továbbiakban az

elfolyósító enzim eredményes működéséhez szükséges tartózkodási időt horizontális és vertikális, keverővel ellátott elfolyósító reaktorokkal biztosítják. Cukrosítás Az elfolyósított keményítő-szuszpenzió termikus és enzimatikus hidrolízise után a keletkező hidrolizátum kevesebb glükóz-egységekből álló láncmolekulákat, (oligoszacharidokat, dextrineket) tartalmaz. A részben hidrolizált keményítőt a cukrosítás folyamatában amiloglükozidáz (glükóz-amiláz) enzimmel teljesen hidrolizálják, melynek során a keményítő-poliszacharid építőegységeire, glükóz (dextróz) molekulákra bomlik. A cukrosítás kb. 3,3-as pH-n, 60 °C-on, 80-100 óra tartózkodási idő alatt megy végbe sorba kötött, kevertetett, cellás reaktorokban. Az eredményes cukrosítás végterméke, a kb. 95%-ban dextróz tartalmú heterogén, a keményítőtejjel érkező fehérje- és zsírkomponenseket továbbra is tartalmazó elegy (D95 oldat).

Membránszűrő A membránszűrés feladata, hogy a cukrosítás folyamatából cukoroldatban lévő fehérjekomponenseket, ill. az izoglükóz-gyártás szempontjából egyéb szennyezőkomponenseket (diszpergált olaj- ill zsírcseppeket) elválasszák A membránszűrés fő előnye, hogy alkalmazása nem igényel szűrési segédanyag felhasználást. Az alkalmazott membrán olyan féligáteresztő poli-éter-szulfon műanyag réteg, amelyben átlagosan 0,1 mikrométer átmérőjű pórusok találhatók. A porózus rétegen a membrán két oldala közötti (transzmembrán) nyomáskülönbség hatására a pórusméretnél kisebb, szuszpendált részecskék és oldatban lévő molekulák áthaladnak, a nagyobb 9 makromolekulák visszamaradnak. A membránon áthaladó tisztított terméket permeátnak, a visszamaradó fehérjében és zsírban koncentrált anyagot retentátnak nevezzük. Bepárlás A membránszűrők által tisztított, szárazanyag tartalmát tekintve 30-32%-os

dextróz oldatot (permeát), filmbepárlón közel 60%-osra sűrítik. A bepárló vákuumban üzemel, a felülre táplált cukoroldat a bepárló test csöveiben filmszerű rétegben lefelé áramlik, miközben hő hatására víztartalmának egy része elpárolog. A test aljáról a folyadékot visszaszivattyúzzák a tetejére. A termékek elvétele a test aljáról történik. A bepárló rendszer fűtését csak az üzeminduláskor végezik gőzzel, a folyamat állandósulását követően a termékek párolgásakor keletkező párákat a bepárló ventilátora besűríti, a komprimált pára felmelegszik, majd a bepárlótest köpenyterébe vezetve a bepárló fűtésére szolgál. Granulált szén szűrő A besűrített dextróz oldatot, illetve ez mellett az F55 oldatot granulált aktív szénnel kezelik, amely felületén megköti a szennyező íz-, illat- és színanyagokat. A granulált aktív szenet telítődés után magas hőmérsékleten reaktiválják (a felületén

megkötött szerves anyagokat termikusan bontják, pirolizálják), majd újra felhasználják. Proteinszűrés, mikrobiológiai szűrés A cukorüzemi technológiában több helyen kovaföldes szűrést alkalmaznak, amely táskás szűrők segítségével valósul meg. A kovaföldes szűrés célja a finom lebegő szilárd szennyezők eltávolítása a technológiai közegekből, azaz a dextróz, F42 és F55 cukoroldatokból. A szűrők üzemeltetése a különböző pozíciókban megegyezik, csupán a feliszapolás módjában, a kovaföld mennyiségében és minőségében van különbség. D95, F42, F55 ioncserélés A D95, F42 és F55 cukoroldat ionmentesítését folytonos vagy párhuzamosan kapcsolt szakaszos működésű ioncserélő berendezéseken végezik. Miközben az alapanyag áthalad az ioncserélő egységeken, a cellákba töltött ioncserélő gyanták kémiailag megkötik az oldatban lévő ionokat, ionos szennyeződéseket, töltéssel rendelkező proteineket. A

kation gyanták pozitív töltésű ionokat H+-ra, az anion gyanták a negatív töltéssel rendelkező ionokat OH- ionra cserélik. Az ioncserélő gyanták meghatározott kapacitással rendelkeznek, ezen felül nem képesek több ion felvételére, azaz lemerülnek. A lemerülés után a regenerálási fázisban a kation gyanta által megkötött szennyeződéseket sósavval, az anion gyantából pedig nátrium-hidroxiddal szorítják ki, azaz a kation gyantába hidrogénionok, az anion gyantába hidroxid ionok épülnek be, alkalmassá téve a gyantát a további szennyeződések megkötésére. 10 Az ioncsere hatékonysága a termék vezetőképességével ellenőrizhető, aminek a belépő kb. 100 µS/cm-ről 5 µS/cm alá kell csökkennie Izomerizálás A tisztított és ioncserélt D95-szirup dextróztartalmának fruktózzá történő átalakítását izomerizációnak nevezzük. Mivel a fruktóz édes íz érzete nagyobb, mint a glükózé, így a részlegesen

izomerizált glükózszörp készítésének elsődleges célja az édesítőképesség fokozása, ami az élelmiszeripari édesítőszerként történő felhasználás szempontjából hatékonyabb terméket eredményez. A glükóz és fruktóz molekula ún. szerkezeti vagy konstitúciós izomer, összegképletük azonos, azonban szerkezeti képletük eltérő. A glükóz fruktóz izomerré történő átforgatását enzimatikusan végzik, az izomerizáló kolonnákba helyezett rögzített izomeráz enzimágyakkal. Cél a 42%-os fruktóztartalom elérése a szárazanyagban A folyamathoz az oxigéntartalmat kell csökkenteni (pl. vákuumciklonban), mert az oldott oxigén jelenléte csökkenti az enzim aktivitását, valamint Mg2+ iont, enzim kofaktort szükséges adagolni. F42 bepárlás A bepárlási művelet két lépésben történik: az első lépésben párakompresszoros esőfilmes vákuumbepárló segítségével érik el a 60%-os szárazanyag tartalmat, majd gőzfűtéses

többfokozatú vákuumbepárlón érik el a végtermékre jellemző 71%-os szárazanyag tartalmat. Szeparátor Az izomerizált, cukorösszetételére nézve 42 %-ban fruktózt tartalmazó cukorszirup fruktóztartalmának dúsítása, F55-ös fruktóz szirup előállítása adszorpciós úton, a kromatográfiai szétválasztás elvén működő folytonos üzemű fruktózszeparátorral valósul meg. A berendezésben kalcium alapú gyanta található, amelynek fizikai kötőereje a fruktóz molekulára nézve erősebb. Ez a szétválasztás alapja; az ennek megfelelően képződött fruktózban dús fázist extraktumnak, a fruktózban szegényebb frakciót raffinátumnak nevezzük. A tényleges adszorpciós folyamatot követően a gyantaágyon megkötődött a fruktóz molekulák deszorpciójára van szükség, ehhez deszorbensként eluens vizet használnak. Bekeverés A szeparációs művelet befejeztével a képződött (80-90% fruktóztartalmú) extraktum fázis fruktóz

összetételének korrekciójára, 55 %-os koncentráció beállítására kerül sor F42 termékkel. 11 F55 bepárlás A gyártás utolsó lépése az F55 besűrítése bes kb. 55%-os szárazanyag tartalomról a végtermékre jellemző 78%-ra. A végbepárlás gőzfűtéses téses többfokozatú vákuumbepárlón történik. 3. Glükóz- és maltózszirup termelés folyamatábra 12 3. Glükóz- és maltózszirup termelés Elfolyósítás A glükóz és maltózszirupok egymástól valamint az izocukroktól a cukorspektrumban, közelebbről a glükóz-fruktóz-maltóz arányban térnek el egymástól. A technológiában a fő eltérés ezért a cukrosítás körülményeiben van. A glükóz- és maltózszirupok előállításának technológiai lépései megegyeznek, csak a beállított paraméterek térnek el egymástól. Az első lépés a keményítőtej elfolyósítása, itt mindhárom termékcsoportnál azonosak a körülmények. Cukrosítás A cukrosítási folyamatban

az előállítani kívánt termék minőségétől függő cukrosító enzimkoktélt adagolnak, ill. a folyamat végén történő enzim-inaktiválással biztosítják a megfelelő összetételű cukorspektrum kialakítását. A folyamat lényege, hogy a kívánt cukorfajtától függően más-más enzimekkel a már részben felszabdalt molekulák tovább hasadnak dextróz ill. maltóz molekulákká Vákuumdobszűrő Az elcukrosított szirup idegen anyagokat pl. ásványi sókat, fehérjéket, zsírokat, rost és színanyagot tartalmaz, amelyek oldhatatlan részecskékben és vegyületekben vagy oldott alakban vannak jelen. Ezeket az anyagokat forgó dobos vákuum szűrővel távolítják el az oldatból. A dobszűrő egy teknőben forog, ahova a szűrendő anyag érkezik. A dob belsejében vákuumot hoznak létre, a rendszerhez illesztett vákuumszivattyúval. A szívóhatás eredményeként a feliszapolás során a korábban a teknőbe adagolt kovaföldes zagyból, kovaföld réteg

rakódik a dob palástjára. Az üzemelés során ezen a kovaföldrétegen szűrődik át a cukros folyadék a szívóhatás következtében. A kovaföldrétegre folyamatosan rakódó szilárd részeket egy kaparókés fokozatosan eltávolítja. Gyertyás szűrő A glükóz- ill. maltózoldatok forgódobos vákuumszűrését követően a tisztított szűrletet aktív szenes kezeléssel színtelenítik szakaszos működésű gyertyás szűrővel. A folyamatban a szűrő egységekről tiszta, tükrös folyadék lép ki. Ioncserélő A cukrosítás során keletkező glükóz ill. maltóz cukoroldatok aktív szenes kezelését követően további ionmentesítése kation és anion ioncserélő tornyokon keresztül, kationanion-kation-anion kapcsolás szerint történik. 13 Biztonsági szűrő A kovaföldes szűrés célja a végső technológiai lépések előtt a finom lebegő szilárd szennyezők eltávolítása a termékből. Bepárló Többfokozatú, gőzzel fűtött

vákuumbepárlón történik a termékek szárazanyag tartalmának beállítása 80%-ra. Mérlegtartály A besűrített késztermékek mérlegtartályba kerülnek, ahol elszámoláshoz megmérik a sarzs tömegét és a tárolótartályba szivattyúzás előtt elvégzik a minősítést. 4. Kristályos dextróz termelés folyamatábra 14 4. Kristályos dextróz termelés Bepárló Az izocukor gyártás során elcukrosított, tisztított, 95%-ban dextrózt tartalmazó kb. 4952% szárazanyag-tartalmú D95 cukoroldat bizonyos hányada az ionmentesítését követően a kristályos dextróz gyártóvonalra érkezik. A kristályos dextróz technológia első lépése a bepárlás művelete, melynek során a betáplált D95 szirupot többfokozatú vákuumbepárló rendszerben sűrítik be. Folyamatos kristályosítók A kristályosítás művelete során az előzőleg besűrített dextróz oldat hőelvonás hatására túltelítetté válik, azaz a megváltozott körülmények között a

rendelkezésre álló oldószer nem képes oldatban tartani a dextrózt, mint oldott anyagot. Ennek következtében megindul a kristályképződés fizikai folyamata, amelynek során a cukoroldatból cukor válik ki. A dextróz molekula kristályképződésére jellemző, hogy kristályszerkezetébe egy vízmolekula is beépül, ennek megfelelően a folyamat során képződött terméket dextrózmonohidrátnak, a beépült vízmolekulát kristályvíznek nevezzük. Centrifugák A kristályosítással létrejövő heterogén rendszer szilárd és folyadék fázist egyaránt tartalmaz. A centrifugálás művelete során a kristályos anyag heterogén rendszeréből a centrifugális erő és a szitaeffektus következtében a szilárd fázist elválasztják a folyadéktól, az ún. anyalúgtól, hydroltól Szárítás A kristályos dextróz előállítás folyamatában az alapanyag nedvességtartalma fokozatosan csökken, a folyamat elején a bepárlással, centrifugáláskor a folyadék

fázis leválasztásával ill. a technológia végén a szárítással A szárítással így gyakorlatilag a végtermék nedvességtartalmát állítják be 90% fölé a forró levegővel történő közvetlen érintkeztetés folytán. A folyamat forgódobos szárítóberendezésben játszódik le. A szárítólevegő által felkapott cukor szemcséket porleválasztó ciklonnal nyerik vissza. 15 Hűtés, osztályozás A rázó- ill. vibrációs szitákon durva és finom dextrózpor frakciót osztályoznak A durva frakciót visszaoldják és újrakristályosítják, a finom frakció hűtött levegővel, pneumatikus anyagtranszporttal jut a tároló silókba, ahonnan a szállítólevegő elszívásra kerül. Fontos, hogy a por lehűlve érkezzen a silóba az összetapadás megelőzése végett. Töltés, zsákolás A kitárolás a silókból gravitációs úton cellás adagolókkal és szállítócsiga rendszerrel történik, amelynek során ömlesztett ill. zsákos töltés zajlik,

a fémes szennyeződéseket leválasztó állandó mágneses erőtér és a kiporzás miatti folyamatos elszívás mellett. Az ömlesztett késztermék közvetlenül a közúti szállítójárműre kerül. A zsákos kiszerelés esetén a 25 kg-os papírzsákokba automatikus töltő- és mérlegelő berendezés juttatja a készterméket, majd egy másik berendezés rakodólapra helyezi a zsákokat és a bálákat palettázó berendezéssel körbefóliázza. A Big-Bag töltőberendezéssel nagyobb méretű zsákokat töltenek, igénytől függően egyenként 500-1000 kg mennyiségű késztermékkel. 16 5. Alkohol termelés folyamatábra 17 5. Alkohol termelés Alapanyag bekeverés A kukorica nedvesúti feldolgozására épülő alkoholtermelésnél a fő alapanyag, az elfolyósított keményítő (hidrolizátum) mellett hasznosításra, erjesztésre kerül. Élesztő szaporítás Az aerob szaporító tartályokban (propagátorok) az alapanyag (és az élesztő működését

segítő nitrogén tápanyagforrás) felhasználásával a liofilizált élesztő rehidratálódik és az alapanyagban lévő cukor felhasználásával felszaporodik. Erjesztés Az erjesztőkádakban szimultán cukrosítás és erjedés (fermentáció) zajlik. A felszaporított élesztő leerjeszti a cukrot, közben a hidrolizátumban és áztatólében lévő oligoszacharidok, dextrinek a beadagolt amiloglükozidáz enzim hatására monoszacharidokra bomlanak, folyamatosan táplálva az élesztőt. A fermentációs idő 40-48 óra, 34 °C-on. Az erjesztés terméke a 10-11 vol% etanolt tartalmazó ún. cefre Cefreoszlop A kierjedt cefréből az etanolt desztilláló tornyokban választják el a víztől és a szennyezőktől. Ennek során a folyadékelegyek alkotórészeinek szétválasztása történik az elegy részleges elgőzölögtetésével és az elkülönített gőz, valamint maradék visszanyerésével, kondenzáltatásával. Az eredeti elegy illékonyabb alkotórészei a

gőzben, a kevésbé illékonyak a folyadék fázisban, maradékban dúsulnak. Az első desztillációs torony az ún. cefreoszlop Előpárlat oszlop, rektifikáló kolonna A késztermék minőségétől függően a cefreoszlopból származó kb. 50%-os etanoltartalmú ún. nyersszeszt 1 vagy több további desztilláló kolonnán töményítik és tisztítják. Élelmiszer vagy gyógyszerminőségű alkohol gyártásánál előpárlat oszlopon csökkentik tovább a szennyezők (acetál, acetaldehid, észterek) koncentrációját. A végső desztilláló egység a rektifikáló (vagy koncentráló) kolonna. Ennek fejterméke a 96,2 vol%-os etanol (ennél nagyobb koncentráció desztillációval nem érhető el, mivel ez a víz-etanol elegy azeotróp pontja). Élelmiszer alkohol vonalon ez a késztermék (nevezik tisztaszesznek vagy finomszesznek). Üzemanyag minőségű alkohol (másik nevén: 18 bioetanol) vonalon ezt technikai szesznek nevezik, ami a vegyiparban felhasznált

alapanyag. A kolonna oldalán távoznak a magasabbrendű alkoholok (ún kozmaolaj frakció), amit értékesítenek vagy eltüzelnek, ezáltal hőt nyerve. A kolonna alján lép ki a víz Zeolit töltet Gyógyszer alkohol vagy bioetanol gyártás esetén teljes víztelenítésre (99,9% feletti etanol tartalomra) van szükség. Ehhez elterjedten zeolit töltetet használnak, ami PSA (pressure swing adsorption) eljárással megköti a rektifikáló fejtermékéből a vizet a felületén. 2 töltet üzemel párhuzamosan, amíg az egyiken az adszorpció, addig a másikban víztelen szesszel a regenerálás zajlik. A regenerálás után a keletkező vizes folyadék visszakerül a rektifikáló kolonnába. A zeolit ágyon történő víztelenítés oldószermentes technológia 19