La producción de almidón es el aislamiento del almidón a partir de fuentes vegetales. Se lleva a cabo en plantas de almidón. La industria del almidón es una parte del procesamiento de alimentos que utiliza almidón como materia prima para la producción de derivados de almidón , hidrolizados y dextrinas .
En un principio, la materia prima para la preparación del almidón era el trigo. Actualmente, las principales fuentes de almidón son:
La producción de almidón de patata comprende etapas tales como la entrega y descarga de las patatas, la limpieza, el raspado de los tubérculos , la separación del jugo de patata, la extracción del almidón , la refinación de la leche de almidón, la deshidratación de la leche de almidón refinada y el secado del almidón . [ cita requerida ]
La cadena de suministro de la producción de almidón de patata varía significativamente según la región. Por ejemplo, en Europa, el almidón de patata se produce a partir de patatas cultivadas específicamente para este fin. Sin embargo, en los EE. UU., las patatas no se cultivan para la producción de almidón y los fabricantes deben obtener materia prima de los flujos de desechos de los procesadores de alimentos. Las características de estos flujos de desechos pueden variar significativamente y requieren un procesamiento adicional por parte del fabricante de almidón de patata estadounidense para garantizar que la funcionalidad y las especificaciones del producto final sean aceptables. [ cita requerida ]
Las patatas se transportan a las plantas de almidón por carretera o por ferrocarril . La descarga de patatas se puede realizar de dos formas:
La limpieza gruesa de las patatas se lleva a cabo durante el transporte de las patatas al depurador por el canal. Además, antes del depurador , se instalan separadores de paja y piedras . La limpieza principal se lleva a cabo en el depurador (se utilizan diferentes tipos de máquinas altamente especializadas). Las piedras restantes, el lodo y los desechos ligeros se eliminan en este paso. A continuación, el agua utilizada para el lavado se purifica y se recicla nuevamente en el proceso.
La mayoría de las veces, el raspado de los tubérculos de patata se realiza con un rallador rotatorio . El objetivo de esta etapa es romper las paredes celulares , de modo que se libere el almidón. En la práctica, las células de la patata no se destruyen por completo y parte del almidón permanece en el puré . La pulpa de la patata se oscurece rápidamente, porque la tirosina presente en la patata se oxida por la polifenol oxidasa , que se encuentra en el jugo celular. Por lo tanto, el jugo celular debe separarse lo antes posible.
Esto permite recuperar todo el valor proteico del jugo y reduce la conversión del jugo de agua en lodo.
Después de separar el jugo de papa, la pulpa se envía a la estación de lavado de almidón para aislar el almidón. Las lavadoras orientadas a chorro son las más utilizadas. En estas máquinas, la pulpa diluida con agua se lava con un chorro fuerte de agua para eliminar el almidón de la leche. El puré que se mezcla con el agua es un producto de desecho: pulpa de papa deshidratada. La leche de almidón está contaminada por pequeñas partículas de fibra (fragmentos de tejido de papa) y los componentes restantes del jugo de papa; por eso se llama leche de almidón cruda.
La leche de almidón cruda se purifica en el proceso de refinación. Esto implica la eliminación de pequeñas fibras de la leche de almidón y luego la eliminación del agua del jugo y la condensación de la leche de almidón. Para este propósito, se utilizan comúnmente las pantallas y los hidrociclones . Los hidrociclones debido a la baja producción (aproximadamente 0,3 metros cúbicos por hora ) se conectan en paralelo y funcionan como multihidrociclones. Para el desarenado de la leche de almidón se utilizan bihidrociclones. Para evitar el oscurecimiento enzimático del jugo de papa, el refinado químico del almidón se lleva a cabo utilizando ácido sulfúrico . La leche de almidón refinada tiene una densidad de aproximadamente 22° Be , que es aproximadamente el 38% de almidón.
Es una suspensión de almidón en agua, que necesita deshidratarse hasta un 20% de humedad . Esto es equivalente al contenido de humedad del almidón comercial cuando se almacena. No se pueden utilizar altas temperaturas en este proceso debido al peligro de gelatinización del almidón , que destruye la estructura granular. Puede dar lugar a cambios significativos en las propiedades funcionales del almidón. Por lo tanto, la eliminación del exceso de agua de la leche se debe realizar solo en condiciones que eviten la gelatinización del almidón.
La deshidratación de la leche de almidón refinada se lleva a cabo en dos etapas. En la primera etapa, se elimina el exceso de agua mediante un filtro de vacío rotatorio . En la segunda etapa, se seca el almidón húmedo, sin que se forme una pasta de almidón. Para ello se utiliza un secador neumático . En este dispositivo, el almidón húmedo (con un contenido de agua del 36 al 40 %) se hace flotar en una corriente de aire fuerte y caliente (160 °C) y luego se seca durante 2 a 3 segundos. A continuación, el almidón se separa del aire caliente en ciclones . Debido al corto tiempo de secado a alta temperatura y a la intensa evaporación del agua de los gránulos de almidón, su superficie se calienta solo a 40 °C.
El almidón seco contiene aproximadamente un 21% de agua. Durante el transporte neumático, el almidón pierde un 1% adicional de agua.
El almidón obtenido se almacena por separado en silos , en sacos de yute (100 kg) o de papel (50 kg). Existen tres tipos de almidón: superior extra, superior y prima. Los diferentes tipos de almidón dependen del grado de pureza y blancura. Las diferencias entre ellos están en la acidez y el contenido de sustancias minerales .
Tabla 1. Características de la producción de almidón de papa.
El agua que se utiliza en la producción de almidón (agua sucia) para el transporte y la limpieza no tiene por qué estar totalmente limpia. Por ello, el uso de un clarificador permite la aplicación de un ciclo cerrado que reduce notablemente la cantidad de agua de limpieza necesaria. Por otra parte, los requisitos de calidad del agua tecnológica son los mismos que los del agua potable ( contaminación microbiológica y química ). Además, este tipo de agua debe contener cantidades bajas de metales como: Ca , Mg , Fe y Mn , que tienen una influencia negativa en las propiedades del almidón.
- El jugo de patata es un residuo líquido que se separa de la pulpa de la patata después de rasparla, mediante centrifugadoras o decantadores. Contiene alrededor de un 5% de sustancia seca, incluyendo alrededor de un 2% de proteína valiosa de la patata de alto valor nutricional, minerales , vitaminas y otros. Las plantas modernas de almidón separan el jugo del puré. [1]
- La proteína de la patata se puede extraer del jugo mediante coagulación con calor a un pH bajo. De esta manera se pueden recuperar alrededor de 600 kg de proteína coagulada de cada 1000 kg de proteína de patata. El producto de proteína coagulada contiene alrededor de un 80% de proteína (con una digestibilidad de alrededor del 90%), un 2,5% de minerales, un 1,5% de grasa, un 6% de sustancias libres de nitrógeno y un 10% de agua. Debido a la gama completa de aminoácidos exógenos , la formulación es un valioso alimento proteico . El jugo de patata restante se utiliza como fertilizante .
- La pulpa de patata es un subproducto del lavado del almidón del puré. Contiene todas las sustancias no amiláceas insolubles en agua (fragmentos de la pared celular), fibras y almidón ligado que no se puede separar mecánicamente de las partes mezcladas de la patata. La sustancia seca de la pulpa contiene un 30% de almidón, lo que la convierte en una buena fuente de alimentación para las vacas . La pulpa contiene mucha agua y alrededor de un 16% de sólidos secos, lo que resulta un inconveniente para el transporte y el almacenamiento. Por eso se suele secar y deshidratar .
- El agua de jugo es un subproducto líquido obtenido después de refinar la leche de almidón. Es jugo de papa diluido diez veces. Como es un lodo , no se puede descargar en aguas abiertas. Debe tratarse como agua residual o usarse como fertilizante. [2]
El almidón crudo se utiliza relativamente poco. Se utiliza principalmente como material tanto en la fabricación de productos alimenticios como no alimenticios. En el procesamiento de alimentos, una gran cantidad de almidón se convierte en hidrolizados de almidón. También se utiliza para obtener pudines , gelatinas , postres , caramelo y otros productos alimenticios. Además, el almidón se procesa para obtener almidón modificado con el fin de cambiar las propiedades del material. Los almidones modificados tienen una amplia gama de aplicaciones en muchas industrias. Las aplicaciones del almidón en sectores no alimenticios incluyen: producción de dextrina y adhesivos, fluidos de perforación , plásticos biodegradables , aglutinantes de yeso y muchos otros. Además, los almidones modificados se utilizan como estabilizadores de emulsiones . Otros campos importantes de aplicación del almidón son los agentes de encolado de textiles y los excipientes en tabletas para productos farmacéuticos.
Mieczysław Pałasiński, 2005. Tecnología de procesamiento de carbohidratos (en polaco). Sociedad Polaca de Tecnólogos de Alimentos, sucursal de Małopolska, Cracovia, p. 63-76.