Производство глюкозно-фруктозного сиропа

 

РЕФЕРАТ

 

 

Пояснювальна записка:  4  табл., 28 літер. джерел, додаток.

 

 

Огляд літератури курсового проекту узагальнює наявну на сьогодні інформацію про крохмало-паточне виробництво, види глюкозно-фруктозних сиропів та методи їх отримання.

Технологічна частина курсового проекту містить опис біотехнологічного виробництва, використаного обладнання та допоміжних речовин. Матеріальний розрахунок представлений матеріальним балансом виробництва, що проектується виконаним на його основі розрахунком та вибором основного технологічного обладнання.

 

 

 

ГЛЮКОЗНО-ФРУКТОЗНИЙ СИРОП, КРОХМАЛЬ, ГІДРОЛІЗАТИ КРОХМАЛЮ, ГІДРОЛІЗ, РОЗРІДЖЕННЯ, ОЦУКРЮВАННЯ, ДЕКСТРОЗНИЙ ЕКВІВАЛЕНТ, КИСЛОТНО-ФЕРМЕНТАТИВНИЙ ГІДРОЛІЗ, РЕДУКУЮЧИ РЕЧОВИНИ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

 

Вступ         

1. Загальна частина        

1.1. Огляд літератури 

1.2. Обґрунтування  цілей та завдань курсового  проекту

2. Технологічна  частина      

2.1. Характеристика  готового продукту  

2.2. Характеристика  біологічного агента, сировини та  допоміжних речовин

2.3. Опис біотехнологічного процесу  за стадіями

2.4. Норми біотехнологічного процесу

2.5. Матеріальні  розрахунки

2.5.1. Вихідні  дані для матеріальних розрахунків

2.5.2. Матеріальні  розрахунки за стадіями біотехнологічного  процесу

2.6. Вибір основного технологічного  обладнання за обсягом та продуктивністю  виробництва

2.7. Специфікація  та компонування обладнання   

Висновки         

Список літератури

Додатки        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

 

Цукор є важливим компонентом їжі. В різних країнах світу його споживають 30-50 кг на рік. В умовах швидкого зростання населення на земній кулі потреба в цукристих речовинах зростає більш швидко, ніж їхнє виробництво. Це привило до підвищення цін на цукор. У зв'язку з цим у світовій практиці харчова промисловість веде пошук цукрозамінників природного походження, дешевших за цукор. З цією метою використовують різні види патоки, цукровмісні продукти, різні сиропи з традиційної та нетрадиційної сировини.

Найбільш перспективним цукрозамінником вважають глюкозно-фруктозний сироп (ГФС). Великомасштабне виробництво ГФС розвинене у США, Японії, Кореї, Австрії та інших країнах. Використовують його у безалкогольній, консервній, кондитерській, хлібопекарській та інших галузях харчової промисловості як цукрозамінник. Завдяки нижчій вартості, ніж буряковий і тростинний цукор, ГФС конкурує з останніми. Ціни на ГФС суттєво нижчі за ціни на цукор.

На цей час в Україні ЗАО «ИНТЕРКОРН Корн Просессинг Индастри» (м. Дніпропетровськ) освоїло виробництво ГФС з кукурудзяного крохмалю. Сиропи виробляють за ТУ У 15.6-326 і 6426-009-2005 «Сироп глюкозно-фруктозний».

Метою курсової роботи є дослідження основних методів отримання глюкозно-фруктозного сиропу з крохмальної сировини, проаналізувати використання глюкозних сиропів замість цукру, довести їх корисність.

 

 

 

 

 

1. Загальна частина

 

1.1 Огляд літератури

 

Виробництво і споживання глюкозно-фруктозних сиропів ГФС, як альтернативних підсолоджувачів, швидкими темпами розвивалося в 80-ті роки минулого сторіччя. До ГФС насамперед належать кукурудзяні сиропи з високим вмістом фруктози КСВСФ (або інакше глюкозно-фруктозні сиропи ГФС / HFS), а також декстроза, глюкоза і синтетичні підсолоджуючі речовини - аспартам і сахарин. Ставши важливим складовим елементом всього ринку підсолоджувальних речовин, альтернативні підсолоджувачі почали впливати на кон'юнктуру ринку цукру. Особливістю ринку підсолоджувачів є те, що виробництво і споживання так званих замінників цукру сконцентровано у відносно невеликій групі країн.

Глюкозно-фруктозні сиропи виробляють з крохмалю шляхом спеціальної обробки за допомогою ферментного препарату глюкоізомерази. Таким способом ГФС можна отримувати з будь-якої крахмалевмісної сировини: пшениці, картоплі, кассави та ін. Однак найбільш поширене отримання глюкозно-фруктозних сиропів з кукурудзи. Необхідно підкреслити, що при цьому витрати виробництва значно знижуються в результаті отримання побічних продуктів, таких як кукурудзяна олія, білкові з'єднання (глютен). Цукристі продукти з крохмалю стали важливим складовим елементом світового ринку підсолоджувальних і антикристалізаціонних речовин і роблять значний вплив на ринок цукрового піску. Застосування глюкозних і мальтозних сиропів як цукрозамінників в рецептурах різноманітних продуктів сприяє наданню йому різних корисних властивостей - зниження калорійності, покращення якісних показників, збільшення терміну зберігання. [1,c.195]

Перші глюкозно-фруктозні сиропи або HFS містили 42% фруктози і по солодкості були близькі до цукру. Згодом були отримані сиропи 55%, 60% і

навіть 90%-ної концентрації, які значно солодші цукру. Протягом минулого десятиліття найбільш поширеними видами були сиропи з 42% і 55%-ним вмістом фруктози.

Що стосується витрат виробництва HFS, то вони неоднакові в різних країнах і залежать від безлічі факторів: норм амортизації обладнання, цін на вихідну сировину, доходу від продажу побічних продуктів і т.д. У середньому, за оцінками Міністерства сільського господарства США, витрати виробництва глюкозно-фруктозних сиропів у світі коливаються від 13 до 30 центів за англійський фунт (у перерахунку на суху речовину СВ).

Провідним продуцентом і споживачем КСВСФ/ГФС або HFS є США. Виробництво кукурудзяних сиропів з високим вмістом фруктози КСВСФ в промислових масштабах було розпочато в 70-х роках, чому неабиякою мірою сприяли наявність розвиненої сировинної бази, з одного боку, і високі внутрішні ціни на цукор, з іншого. Загалом політика високих цін США на цукор непрямим чином захищає виробництво глюкозно-фруктозних сиропів і стимулює його розширення. [2,c.350]

Про зростання споживання висококалорійних підсолоджувальних речовин в США можна судити за даними таблиці 1.1 (в млн. тонн у перерахунку на суху речовину).

 

Таблиця 1.1 – Споживання висококалорійних підсолоджувальних речовин

Підсолоджувальні речовини	1980 р.	1985 р.	1986 р.	1987 р.	1988 р.	1989 р.
Всього*	12,8	14,2	14,2	14,7	14,7	15,1
Продовження таблиці 1.1
У тому числі цукор (на базі рафінованого)	8,6	6,9	6,6	6,9	6,9	7,1
ПВ на основі кукурудзи	4,1	7,2	7,5	7,7	7,8	7,8
КСВВФ	1,9	4,8	5,1	5,3	5,4	5,4
глюкоза	1,8	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
декстроза	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
* До калорійних підсолоджувальних  речовин крім цукру і підсолоджувальних  речовин на основі кукурудзи  відносяться мед і сиропи різного  походження.

 

Протягом минулого десятиліття загальне споживання підсолоджувальних речовин в США збільшилася на 18%. При цьому споживання цукру скоротилося на 17%, а використання підсолоджувальних речовин на основі кукурудзи зросла в 2 рази. Основний приріст досягнуто за рахунок кукурудзяних сиропів з високим вмістом фруктози - КСВСФ, споживання якого в 1989 р. перевищувало рівень 1980 р. в 2,8 рази, тоді як споживання глюкози і декстрози не змінилося. У результаті істотно підвищилася частка підсолоджувальних речовин на основі кукурудзи в загальному обсязі їх споживання: з 32% у 1980 році до 52% в 1989р. [23, c.41]

Одночасно змінювалося співвідношення в споживанні цукру і підсолоджувальних речовин на основі кукурудзи: з 20% на початку аналізованого періоду до 90% в 1989 р., тобто вперше їх споживання перевищило споживання цукру. Основний приріст споживання відбувався в першій половині 80-х років, коли воно збільшувалося на 20% щорічно. У результаті вже до 1985 р. застосування КСВСФ в промисловості досягло високого, а в ряді випадків гранично можливого рівня при сучаснихтехнічних умовах (у дужках - гранично можливий ступінь заміни цукру на кукурудзяні сиропи з високим вмістом фруктози - КСВСФ, у%): у виробництві безалкогольних напоїв - 91% (20-100), в хлібопекарській промисловості - 25% (25), у виробництві консервів - 62% (60-70), у молочній промисловості-33% (35), у кондитерській промисловості - 2% (5). У другій половині 80-х років темпи приросту істотно сповільнилися - до 3,4% на рік.

Виробництво КСВСФ в США відрізняється досить високим ступенем концентрації. Наприкінці 80-х років цей товар випускали сім компаній, на три з яких припадала значна частина КСВСФ. Слід відзначити такі великі американскі компанії, як: «Каргілл», «АДМ», «Амерікен маіз продукт», «А. І. Стейлі». Витрати виробництва для кукурудзяних сиропів з високим вмістом фруктози КСВСФ в США найнижчі серед країн-продуцентів: від 13 до 17 центів за Англійський Фунт. [3,c.21]

На думку торгових кіл, рідка форма фруктози обмежує на сучасному етапі подальше збільшення використання цього замінника цукру. Істотний приріст споживання був би можливий за умови широкого впровадження в промисловість фруктози в кристалічному вигляді.

Вперше кристалічна фруктоза в товарних кількостях була проведена в 1987 році, проте з дуже високими витратами виробництва. Наприкінці 80-х років вони перевищили витрати виробництва КСВСФ в 7 разів.

Другим недоліком кристалічної фруктози є висока гігроскопічність, також затруднююча її застосування. У 1989 році споживання кристалічної фруктози в США становила, за оцінкою, близько 16 тис.тонн. У незначній кількості (2,3 тис. тонн) США експортують цей товар (переважно до країн ЄС).

Виробництво КСВСФ в Канаді практично цілком орієнтовано на США. Три наявних заводи загальною потужністю 261 тис. тонн належать американській компанії СПС Інтернешнл. На внутрішньому ринку Канади

Глюкозно-фруктозні сиропи відчувають сильну конкуренцію з боку такого традиційного для США підсолоджуюча речовини, як кленовий сироп. Щорічне споживання ГФС становить 70 - 100 тис. тонн, решта продукції ввозиться в США.

Другим великим продуцентом і споживачем КСВСФ, хоча і не порівнянним за масштабами з США, виступає Японія, на частку якої припадає 10% світового споживання цього товару. За розглянутий період споживання КСВСФ збільшилася в 2 рази і досягло в 1989 р. 700 тис. т. Основною сферою застосування кукурудзяних сиропів в Японії, як і в США, є промисловість з виробництва безалкогольних напоїв, де споживається 70% всіх КСВСФ. [24, c.27]

Протягом першої половини 80-х років використання КСВСФ в промисловості збільшувалася швидкими темпами і в 1985 р. перевищувало рівень 1980 р. на 27%. У результаті вже в 1985 р. ступінь заміни цукру на КСВСФ склала: у виробництві безалкогольних напоїв - 61%, в хлібопекарській промисловості - 15%, у виробництві оброблених продуктів харчування та молочної промисловості - 19%. У другій половині 80-х років темпи приросту істотно сповільнилися - до 2% на рік. [4,c.5]

Зростання споживання стримувався введенням в 1982 р. податком на виробництво КСВСФ, які служили для підтримки продуцентів цукрової тростини і цукрового буряка. Крім того, продуценти кукурудзяних сиропів зобов'язані використовувати на кожні 7,6т кукурудзяного крохмалю, виробленого з імпортної зерна, 1,0т картопляного крохмалю місцевого виробництва. Наприкінці 80-х років випуском КСВСФ в Японії займалося 11 підприємств загальною потужністю 940 тис. т. За наявними даними, ціни на КСВСФ нижче цін на рафінований цукор в середньому на 40-60%.

На відміну від США в країнах Європейського співтовариства немає вільної конкуренції цукру і кукурудзяних сиропів. У рамках єдиної сільськогосподарської політики ціни на кукурудзу підтримуються на такому рівні, який робить кукурудзяні сиропи з високим вмістом фруктози КСВСФ практично не конкурентоспроможними: ціни на сиропи вище цін на рафінований цукор на 8-10%. Одночасно виробництво КСВСФ обмежується квотою, з тим, щоб запобігти можливий негативний вплив на ринок цукру. У ЄС дозволено випуск сиропів тільки 42%-ої концентрації. [5,c. 78]

Наприкінці 80-х років квота становила 793 тис. тонн, або 2% по відношенню до обсягу виробленого в країнах ЄС цукру. За розглянутий період випуск КСВСФ збільшився в країнах Спільного ринку на 74%, проте головним чином приріст пов'язаний з розширенням складу учасників угруповання. Серед цих країн найбільшим продуцентом виступає Іспанія, на яку доводиться 28% випущених в співтоваристві сиропів. Слід підкреслити, що виробничі потужності в Іспанії розраховані на випуск 200 тис. тонн, а це в 2,4 рази перевищує розміри встановленої для країни квоти. [25, c.217]