デンプン生産

デンプン生産は、植物源からデンプンを分離することです。デンプン工場で行われます。デンプン産業は、デンプン誘導体、加水分解物、デキストリンの製造の出発原料としてデンプンを使用する食品加工の一部です。

当初、デンプンの製造原料は小麦でした。現在、主なデンプン源は次のとおりです。

• トウモロコシ（アメリカ、中国、ヨーロッパ） – 70%、
• ジャガイモ（ヨーロッパ） – 12%、
• 小麦- 8%（ヨーロッパとオーストラリア）、
• タピオカ- 9% (東南アジアおよび南米)
• 米、モロコシ、その他 - 1%。^[要出典]

ジャガイモ澱粉の生産は、ジャガイモの配送と荷降ろし、洗浄、塊茎の削り取り、ジャガイモジュースの分離、澱粉の抽出、澱粉ミルクの精製、精製澱粉ミルクの脱水、澱粉の乾燥などの工程から構成されます。^[要出典]

ジャガイモ澱粉の生産サプライチェーンは地域によって大きく異なります。たとえば、ヨーロッパのジャガイモ澱粉は、この目的のために特別に栽培されたジャガイモから生産されます。しかし、米国では、ジャガイモは澱粉生産のために栽培されておらず、製造業者は食品加工業者の廃棄物から原材料を調達する必要があります。これらの廃棄物の特性は大きく異なる可能性があり、最終製品の機能と仕様が許容範囲内であることを保証するために、米国のジャガイモ澱粉製造業者によるさらなる処理が必要になります。^{[引用が必要]}

ジャガイモは道路輸送または鉄道輸送によって澱粉工場に運ばれます。ジャガイモの荷降ろしは 2 つの方法で行うことができます。

1. 乾燥 - エレベーターとダンプカーを使用、
2. 濡れた状態 - 強い水流を使用する。

ジャガイモの粗洗浄は、ジャガイモをチャネルでスクラバーに輸送する間に行われます。さらに、スクラバーの前に、わらと石の分離機が設置されています。主な洗浄はスクラバーで行われます（さまざまな種類の高度に専門化された機械が使用されます）。残りの石、スラッジ、および軽い廃棄物はこの段階で除去されます。洗浄に使用された水はその後浄化され、プロセスに再利用されます。

ほとんどの場合、ジャガイモの塊茎を削る作業は、回転式おろし金で行います。この段階の目的は、細胞壁を破壊してデンプンを放出することです。実際には、ジャガイモの細胞は完全に破壊されるわけではなく、デンプンの一部はマッシュに残ります。ジャガイモの果肉はすぐに黒くなります。これは、ジャガイモに含まれるチロシンが細胞液に含まれるポリフェノール酸化酵素によって酸化されるためです。したがって、細胞液はできるだけ早く分離する必要があります。

これにより、ジュースからタンパク質を完全に回収することができ、水ジュースが汚泥となる煩わしさが軽減されます。

ジャガイモのジュースを分離した後、パルプは洗浄デンプンステーションに送られ、デンプンを分離します。最も多く使用されているのは、ストリーム指向洗浄機です。これらの機械では、水で希釈されたパルプが強い水流で洗浄され、ミルクデンプンが洗い流されます。水と一緒に密輸されるマッシュは廃棄物、つまり脱水されたジャガイモパルプです。デンプンミルクは、小さな繊維粒子（ジャガイモの組織片）とジャガイモジュースの残りの成分で汚染されているため、生デンプンミルクと呼ばれています。

生デンプンミルクは精製工程で精製されます。この工程では、デンプンミルクから小さな繊維を取り除き、次にジュース水とデンプンミルクの凝縮物を取り除きます。この目的のために、スクリーンとハイドロサイクロンが一般的に使用されます。ハイドロサイクロンは、出力が低いため (約 0.3立方メートル/時)、並列に接続され、マルチハイドロサイクロンとして機能します。デンプンミルクの砂除去には、バイハイドロサイクロンが使用されます。ジャガイモジュースの酵素による黒ずみを防ぐため、亜硫酸を使用してデンプンの化学的精製が行われます。精製デンプンミルクの密度は約 22° Beで、これはデンプンの約 38% に相当します。

これは水中のデンプン懸濁液であり、水分を最大 20% まで脱水する必要があります。これは、市販のデンプンを保管するときの水分含有量に相当します。デンプンがゼラチン化して粒状構造が破壊される危険があるため、このプロセスでは高温を使用できません。デンプンの機能特性が大幅に変化する可能性があります。したがって、牛乳から余分な水分を除去するのは、デンプンのゼラチン化を防ぐ条件下でのみ行う必要があります。

精製デンプンミルクの脱水は 2 段階で行われます。第 1 段階では、回転真空フィルターを使用して余分な水を取り除きます。第 2 段階では、デンプンを糊付けすることなく、湿ったデンプンを乾燥させます。この目的のために、空気乾燥機が使用されます。この装置では、湿ったデンプン (水分含有量 36～40%) が強力な高温 (160 °C) の空気流に浮かび、2～3 秒間乾燥されます。次に、デンプンはサイクロンで高温の空気から分離されます。高温乾燥の時間が短く、デンプン粒子から水分が集中的に蒸発するため、表面は 40 °C までしか加熱されません。

乾燥したデンプンには約 21% の水分が含まれています。空気輸送中にデンプンはさらに 1% の水分を失います。

受け取ったデンプンは、サイロ、麻袋（100 kg）または紙袋（50 kg）に別々に保管されます。デンプンには、スーペリア エクストラ、スーペリア、プリマの 3 種類があります。デンプンの種類は、純度と白さの度合いによって異なります。デンプンの違いは、酸度とミネラル物質 の含有量です。

表1. ジャガイモデンプンの生産特性

澱粉生産で輸送や洗浄に使用される水（汚水）は、完全にきれいである必要はありません。そのため、浄化装置の使用により、必要な洗浄水の量を大幅に削減するクローズドサイクルの適用が可能になります。一方、工業用水の品質要件は、飲料水（微生物および化学汚染）と同じです。さらに、このタイプの水には、澱粉の特性に悪影響を与える Ca、Mg、Fe、Mnなどの金属の含有量が少ない必要があります 。

- ジャガイモジュースは、遠心分離機やデカンターを使用して、ジャガイモの果肉から分離された液体廃棄物です。乾燥物質約5％を含み、ジャガイモの栄養価の高い貴重なタンパク質約2％、ミネラル、ビタミンなどが含まれています。現代のデンプン工場では、マッシュからジュースを分離しています。^[1]

- ジャガイモのタンパク質は、低 pH で加熱凝固させることによりジュースから抽出できます。この方法で、ジャガイモのタンパク質 1,000 kg あたり約 600 kg の凝固タンパク質を回収できます。凝固タンパク質製品には、約 80% のタンパク質 (消化率は約 90%)、2.5% のミネラル、1.5% の脂肪、6% の窒素を含まない物質、および 10% の水分が含まれています。外因性 アミノ酸が豊富に含まれているため、この配合物は貴重なタンパク質飼料となります。残ったジャガイモジュースは肥料として使用されます。

- じゃがいもパルプは、マッシュからデンプンを洗浄した副産物です。水に溶けないすべての非デンプン質物質（細胞壁の断片）、繊維、そして機械的にじゃがいもの混合物から分離できない結合デンプンが含まれています。パルプの乾燥物質には30％のデンプンが含まれており、牛の飼料として適しています。パルプには大量の水分（乾燥固形分約16％）が含まれており、輸送や保管に不便です。そのため、パルプは頻繁に乾燥および脱水されます。

- ジューシーウォーターは、デンプンミルクを精製した後に得られる液体副産物です。これはジャガイモジュースを10倍に希釈したものです。これはヘドロなので、開放水域に排出することはできません。廃水として処理するか、肥料として使用する必要があります。^[2]

生のデンプンの使用量は比較的少ないです。デンプンは主に食品および非食品の製造における材料として使用されます。食品加工では、大量のデンプンがデンプン加水分解物に変換されます。また、プリン、ゼリー、デザート、キャラメル、その他の食品の原料としても使用されます。さらに、デンプンは材料特性を変えるために加工デンプンに加工されます。加工デンプンは、多くの産業で幅広い用途があります。非食品分野でのデンプンの用途には、デキストリンや接着剤、掘削流体、生分解性プラスチック、石膏バインダーなどの製造が含まれます。さらに、加工デンプンはエマルジョン安定剤として使用されます。デンプンのその他の重要な用途としては、繊維サイズ剤、医薬品の 錠剤の賦形剤などがあります。

• コーンスターチ
• タピオカ

Mieczysław Pałasiński、2005 年。炭水化物処理技術 (ポーランド語)。ポーランド食品技術者協会、マウォポルスカ支部、クラクフ、p. 63～76。