Systematic approach to research of deep processing of starch-containing raw materials | Системный подход к исследованиям глубокой переработки крахмалсодержащего сырья

Английский. There are presented the results of a system-object determinant analysis for defining and forecasting scientific directions of technological development of agrarian business in the field of cultivation and processing of starch-containing raw materials. A three-block model of scientific research comprising the stages of breeding and seed farming of primary crop species, the systems of technological processes of their processing, manufacturing functional products based on the theory of the creation of agricultural and food technologies and the theory of food combinatorics of products is proposed. A structural model of the system complex "Agricultural and food technology of potato starch" with reasonable technological requirements to the output parameters of the systems is given. A systematic approach to research makes it possible to solve environmental problems when growing and processing potatoes in a biologically closed system: starch-related substances are used for feed purposes and unused substances return to the soil for the reproduction of raw materials. The systematic analysis of the raw materials sources to produce potato starch has revealed 3 sources of production profitability increasing: processing of potatoes with a starchiness of at least 22%, processing of substandard potatoes when sorting food potatoes; processing of waste from the production of potato products, which allows increasing the production of potato starch to 35 thousand t for import substitution. The extraction of starch by pneumatic classification of grain flour (dry method) is promising, since it allows obtaining protein concentrates and high-starch rye flour with a starch content of up to 88%. Pneumatic classification of pea flour allows obtaining a protein fraction with a protein content of up to 60%. The modification of starch by multi-step extrusion method allows obtaining starches with new functional properties according to the "compressed" technology. Depending on the type of reagents and regulated extrusion parameters, modified starches have been received: swelling, oxidized, phosphate, acetate, citrate.

Русский. Приведены результаты системно-объектного детерминантного анализа определения и прогнозирования научных направлений технологического развития АПК в области выращивания и переработки крахмалсодержащего сырья. Предложена трёхблочная модель проведения научных исследований, охватывающая этапы селекции и семеноводства сырьевых культур, системы технологических процессов их переработки, изготовления функциональных продуктов на основе теории создании аграрно-пищевых технологий и теории пищевой комбинаторики продуктов. Предложена структурная модель системного комплекса "аграрно-пищевая технология картофельного крахмала" с обоснованными технологическими требованиями к выходным параметрам систем. Благодаря системному подходу решаются экологические проблемы при выращивании и переработке картофеля в биологически замкнутой системе: сопутствующие крахмалу вещества используются на кормовые цели, не использованные вещества возвращаются в почву для воспроизводства сырья. Системный анализ источников сырья для производства картофельного крахмала выявил три источника повышения рентабельности производства: переработка картофеля с крахмалистостью не ниже 22%, переработка некондиционного картофеля при сортировке продовольственного картофеля, переработка отходов от производства картофелепродуктов, что позволяет увеличить производство картофельного крахмала до 35 тыс. т для импортозамещения. Извлечение крахмала пневмоклассификацией зерновой муки (сухой способ) перспективно, поскольку позволяет получить белковые концентраты и высококрахмалистую ржаную муку с содержанием крахмала до 88%. При пневмоклассификации гороховой муки можно получить белковую фракцию с содержанием белка до 60%. Модификация крахмала многоступенчатым экструзионным методом позволяет получать крахмалы с новыми функциональными свойствами по "сжатой" технологии. В зависимости от типа реагентов и регулируемых параметров экструзии получены модифицированные крахмалы: набухающие, окисленные, фосфатные, ацетатные, цитратные.