Промышленное производство крахмала и крахмалопродуктов

ПРОМЫШЛЕННОЕ 
ПРОИЗВОДСТВО

КРАХМАЛА 

И КРАХМАЛОПРОДУКТОВ

А.А. СЛАВЯНСКИЙ
Н.Д. ЛУКИН
Н.Н. ЛЕБЕДЕВА

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано 

Межрегиональным учебно-методическим советом 

профессионального образования в качестве учебного пособия 

для учебных заведений, реализующих программу среднего 

профессионального образования по специальности

19.02.04 «Технология сахаристых продуктов»

 (протокол № 1 от 12.01.2022)

Москва 
ИНФРА-М 

202

УДК 664.2(075.32)
ББК 36.851я723
 
C47

Славянский А.А.

C47  
Промышленное производство крахмала и крахмалопродуктов : 

учебное пособие / А.А. Славянский, Н.Д. Лукин, Н.Н. Лебедева. — 
Москва : ИНФРА-М, 2024. — 271 с. — (Среднее профессиональное 
образование). 

ISBN 978-5-16-017633-8 (print)
ISBN 978-5-16-110207-7 (online)
Учебное пособие содержит характеристику как основных видов крахмал
содержащего сырья, так и основных продуктов его переработки, требования 
к их качеству в соответствии с ГОСТами.

Материал пособия изложен комплексно, с раскрытием инновационных осо
бенностей построения технологических схем, основных процессов и используемого оборудования. Такой подход позволяет правильно оценить эффективность различных технологий и понять суть режимов переработки разных видов 
крахмалсодержащего сырья. Особое внимание уделено побочным продуктам 
отрасли, вопросам гидролиза крахмала, новым видам продукции, изготавливаемым на основе крахмала, и их использованию как в пищевой, так и в других 
отраслях промышленности. 

Соответствует требованиям федеральных государственных образователь
ных стандартов среднего профессионального образования последнего поколения.

Предназначено для студентов средних специальных учебных заведений, 

обучающихся по специальности 19.02.04 «Технология сахаристых продуктов».

УДК 664.2(075.32)

ББК 36.851я723

Р е ц е н з е н т ы:

Карамзин В.А., доктор технических наук, профессор, генеральный 

директор ООО «АГРОМАШ»;

Сидоренко Ю.И., доктор технических наук, профессор, генеральный 

директор АО «ТД “Биоснабсбыт”»

ISBN 978-5-16-017633-8 (print)
ISBN 978-5-16-110207-7 (online)

© Славянский А.А., Лукин Н.Д., 

Лебедева Н.Н., 2022

Предисловие

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями 
федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и предназначено для студентов, обучающихся по специальности 19.02.04 «Технология сахаристых продуктов».
Содержащийся в учебном пособии материал направлен на формирование у студентов профессиональных компетенций, призван 
помочь им в подготовке по технологии производства крахмала 
и крахмалопродуктов.
Учебное пособие состоит из двух разделов, включающих 12 глав. 
Характеристика различных видов крахмала, его строение и физико-химические свойства рассмотрены в главе 1, технологии производства крахмала из картофеля, кукурузы, альтернативных видов 
сырья и сухого крахмала — в главах 2–5, побочные продукты кукурузокрахмального производства — в главе 6. Второй раздел учебного пособия посвящен гидролизу крахмала и сахаристым продуктам.
Каждая глава учебного пособия содержит контрольные вопросы 
для проверки полученных знаний. В конце книги приведены технологические термины и определения, а также содержатся список тем 
для рефератов и докладов, тестовые задания.
Основная цель учебного пособия — углубленное изучение теоретических основ и принципов научно-практической реализации 
технологий, режимов, процессов и оборудования крахмалопаточного производства, их диагностики и особенностей получения 
крахмала и сахаристых веществ из крахмалсодержащего сырья различного качества.
В результате освоения материала учебного пособия студент 
будет:
знать
 
• последние достижения и инновации в области производства 
крахмала и крахмалсодержащих продуктов, основные современные проблемы отрасли;
 
• основные характеристики сырья и готовой продукции крахмалопаточного производства;
 
• принципиальные технологические схемы производства крахмала и сахаристых продуктов из него;
 
• основные параметры и режимы организации технологических 
процессов;

 
• принципы работы основного технологического оборудования;
 
• основные отходы крахмалопаточного производства и технологии их промышленного использования;
уметь
 
• управлять основными технологическими процессами крахмалопаточного производства;
 
• разрабатывать оптимальный технологический режим для различного качества сырья;
 
• проводить анализы продуктов и выполнять необходимые технологические расчеты;
 
• применять полученные знания при определении перспективности конкретных технологических решений;
владеть
 
• методами управления технологическими процессами в производстве крахмала с целью повышения их эффективности;
 
• методиками оценки качества сырья и готовой продукции с использованием последних научных достижений в этой области;
 
• методиками расчета продуктов производства, тепла, воды и технологического оборудования.
Учебное пособие будет также полезно преподавателям, читающим курсы по специальным дисциплинам по направлению подготовки 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья», 
а кроме того, научным работникам, инженерам-технологам и студентам других технологических специальностей. 

Введение

Производство крахмала и крахмалопродуктов в мире непре
рывно растет, что связано с увеличением в последние годы потребностей в сахаристых продуктах из крахмала, модифицированных 
крахмалах, биоразрушающихся полимерных материалах на их основе и т.д. В мире ежегодно производится более 70 млн т крахмала, 
из которого 1/4 часть используется в нативном виде, примерно 
столько же идет на выработку модифицированных крахмалов 
и около половины направляется на производство сахаристых продуктов. 

Основные производители крахмала и продуктов его перера
ботки — США, Канада, Япония, Таиланд, Германия, Франция, 
Дания и Голландия.

В последние годы в Европе наметилась тенденция подъема про
изводства и потребления крахмала. Прежде всего она связана 
с ростом спроса на модифицированные крахмалы, который в настоящее время удовлетворяется за счет увеличения объемов производства пшеничного крахмала. При этом важным фактором стал 
выпуск пшеничного глютена (сухой клейковины), применение которого в хлебопекарной промышленности позволяет значительно 
повысить качество муки.

Следует отметить, что 30–40 лет назад основным видом крах
мала, производимого в Европе, был картофельный. Кукурузный 
крахмал в основном вырабатывали из зерна, импортируемого 
из США и других стран. В настоящее время картофель, кукуруза 
и пшеница перерабатываются на крахмал примерно в равных объемах.

К сахаристым продуктам, получаемым из различных видов ра
стительного крахмалсодержащего сырья, относятся крахмальная 
патока, мальтодекстрины, глюкоза, глюкозно-фруктозные сиропы, 
фруктоза и др.

В России также наблюдается устойчивая динамика развития 

производства крахмала и крахмалопродуктов. Вместе с тем Россия 
по производству крахмалопродуктов, где их потребление составляет менее 4 кг на душу населения, значительно отстает от уровня 
промышленно развитых стран — более 20 кг. Дефицит продукции 
отрасли компенсируется в основном за счет импорта, который составляет более 100 тыс. т крахмалопродуктов.

Для нашей страны, обладающей огромными территориями 

с различными почвенно-климатическими условиями, увеличение 

объемов выработки крахмала и крахмалопродуктов является 
важным элементом подъема экономики. Наиболее приоритетное 
направление развития крахмалопаточного производства — переработка крахмала на сахаристые продукты с заданными составом 
и свойствами (разные виды крахмальной патоки: низкоосахаренная, 
карамельная, мальтозная, высокоосахаренная; глюкоза, глюкознофруктозные сиропы, мальтодекстрины и др.). 

Наличие в стране разнообразного крахмалсодержащего сырья — 

пшеница, кукуруза, ячмень, сорго, рожь и т.д. — обуславливает возможность существенного увеличения объемов производства сахаристых продуктов.

Ассортимент продукции крахмалопаточной промышленности 

составляет несколько сотен наименований и постоянно увеличивается по мере появления и использования новых достижений в науке 
и практике. Так, в результате научных исследований за последнее 
десятилетие получены новые знания о синтезе и свойствах крахмала, формировании структуры зерен крахмала. На основе достижений генетиков и селекционеров разработаны новые виды крахмалов с заданным молекулярным составом полисахаридов, структурой и функциональными свойствами.

Исследования отечественных и зарубежных ученых свидетель
ствуют об эффективности применения биоконверсии крахмала для 
получения сахаристых продуктов высокого качества с заданным 
углеводным составом. Выработка такой продукции предоставляет 
значительные возможности для создания новых видов пищевых изделий, в том числе диетического и функционального назначения.

Став важным элементом всего рынка подслащивающих веществ, 

сахаристые продукты из крахмала оказывают значительное влияние 
на конъюнктуру рынка сахара и обуславливают существенные 
структурные сдвиги в его производстве и потреблении. В этом 
плане показателен опыт США, где с освоением производства глюкозно-фруктозных сиропов сумели коренным образом изменить 
структуру производства сахаристых продуктов. Так, выработка сахаристых веществ из крахмала была увеличена до 14 млн т, а соотношение объемов производства сахара и сахаристых крахмалопродуктов изменилось с 1 : 0,5 до 1 : 2. В Японии производится более 
700 тыс. т глюкозно-фруктозных сиропов, что составляет 100% 
к объему выработки свекловичного и тростникового сахара.

Значительные изменения произошли в традиционных для 

России технологиях получения крахмала из картофеля и кукурузы. 
Это обусловлено использованием биотехнологических процессов 
подготовки сырья и новых видов оборудования. Развитие производ

ственных мощностей по выпуску сахаристых продуктов осуществлено в ООО «Крахмалопаточный завод Гулькевичский» Краснодарского края, ООО «Астон Крахмало-Продукты» Рязанской области, ООО «Амилко» Ростовской области, ОАО «Хоботовское предприятие “Крахмалопродукт”» Тамбовской области, ООО «БиоТех 
Росва» Калужской области, ООО «НьюБио» Волгоградской области и других предприятиях отрасли.

Ориентировочная потребность России в сахаристых крахма
лопродуктах при полном оздоровлении ее экономики составит 
1,5–2 млн т и может быть покрыта путем переработки собственного 
крахмалсодержащего сырья: пшеница, кукуруза, ячмень, рожь.

В свете новых данных появились предпосылки для рассмот
рения крахмала как объекта замкнутой биологической системы, 
включающей выращивание сырья, его переработку, утилизацию сопутствующих крахмалу веществ на кормовые цели, повышение их 
ценности путем биохимической и механохимической обработки 
сырья в технологическом потоке, возвращение неиспользованных 
веществ в почву для последующего воспроизводства этого сырья.

Исходя из данных прогноза развития основных отраслей — по
требителей крахмалопаточной продукции, наращивания ими 
объемов производства и потребления этой продукции до 2030 г. 
определены примерные объемы крахмала и сахаристых крахмалопродуктов (крахмальная патока, глюкоза кристаллическая, глюкозно-фруктозные сиропы) (табл. В.1).

Таблица В.1

Прогнозируемые объемы (тыс. т)  

потребления крахмалопаточной продукции*

Показатель
Год

2010
2020
2030

Крахмал (все виды)
305
400
500

Патока крахмальная и другие сахаристые 
продукты, всего

420
680
760

В том числе:
 глюкозно-фруктозный сироп
 глюкоза кристаллическая

70
30

200
30

250
40

* Составлено по данным [20].

На основе прогнозируемой емкости рынка крахмалопаточной 

продукции определены перспективные объемы производства этой 
продукции (табл. В.2).

Таблица В.2

Объемы (тыс. т) производства крахмалопаточной продукции до 2030 г.*

Показатель
Год

2016
2020
2030 (прогноз)

Крахмал (все виды)
228,9
320,0
600,0

Крахмал модифицированный
8,7
60,0
120,0

Патока крахмальная и другие сахаристые продукты, всего

499,5
600
1200

В том числе:
 глюкозно-фруктозный сироп
 глюкоза кристаллическая

—
—

200
10

300
30

* Составлено по данным [20].

Развитие крахмалопаточной отрасли на период до 2030 г. преду
сматривает в качестве приоритетных направлений: устойчивый 
рост объемов, эффективности производства и стремление к обеспечению продовольственной безопасности в этом секторе рынка; насыщение рынка различными видами нативных и модифицированных крахмалов, сахаристых крахмалопродуктов и расширение 
сферы и объемов потребления крахмалопаточной продукции.

В 2030 г. прогнозируется увеличение выпуска крахмальной па
токи и крахмала — почти в 2 раза. Основной прирост выпуска продукции ожидается за счет модернизации и расширения имеющихся 
мощностей с использованием инновационных отечественных и зарубежных технологий и оборудования. Помимо этого, будут построены новые крупные предприятия, в том числе и в восточных 
регионах России, где отсутствует производство крахмалопаточной 
продукции. Потребность в сырье для крахмалопаточной промышленности, исходя из намечаемых объемов производства продукции, 
представлена в табл. В.3.

Таблица В.3

Прогнозируемые объемы (тыс. т) сырья для крахмалопаточной 

промышленности*

Показатель
Год

2010
2020
2030

Кукуруза
980
1400
2200

Пшеница
180
500
1200

Картофель
70
200
500

* Составлено по данным [20].

В прогнозируемом периоде основным видом сырья по-прежнему 

остается кукурузное зерно. Вместе с тем ожидается резкий рост переработки зерна пшеницы, в том числе за счет создания пшеничнокрахмального производства в восточных регионах России. Прогнозируется также некоторое увеличение переработки картофеля.

В соответствии с прогнозируемыми объемами производства 

крахмалопаточной продукции на период до 2030 г. намечается 
развитие производственных мощностей по выработке продукции 
и переработке крахмалсодержащего сырья на указанный период 
(табл. В.4).

Таблица В.4

Прогноз развития производственных мощностей  
по выработке продукции и переработке сырья*

Показатель

Суточная мощность, т  

на 1 января

Годовая мощность, 
тыс. т на 1 января

2010 г. 2020 г. 2030 г. 2010 г. 2020 г. 2030 г.

По выработке продукции

Крахмал сухой всех 
видов, в том числе:
 модифицированный
 патока крахмальная
 глюкозно-фруктозный
  сироп
 глюкоза

690

80

1400
400

—

967

150
2220
630

40

1226

343
2760
800

60

207

25
448
128

—

274

80

710,4
200

15

383

110
882
260

30

По переработке сырья

Картофель
700
800
900
84
100
110

Кукуруза
2900
4700
6250
930
1500
2000

Пшеница
640
1225
1720
205
400
550

* Составлено по данным [20].

Основной прирост мощностей по выработке сухого крахмала 

за прогнозируемый период предполагается в кукурузокрахмальном 
производстве. В 2020 г. возможно функционирование мощностей 
по выработке картофельного крахмала в объеме до 12 тыс. т и пшеничного 6–8 тыс. т. Намечен опережающий рост мощностей по выработке модифицированных крахмалов примерно в 4 раза.

Рост производственных мощностей по производству крах
мальной патоки в количестве около 440 тыс. т в 2030 г. будет получен как на действующих предприятиях, так и за счет строительства 
 новых.

Увеличение мощностей по производству глюкозно-фруктозного 

сиропа и создание мощностей по выработке кристаллической глюкозы будут реализованы путем строительства новых предприятий, 
возможно, в виде комбинирования указанных производств. Строительство новых предприятий будет осуществляться в основном 
в тех районах, где отсутствует производство крахмалопаточной 
продукции при наличии достаточного спроса на нее.

В настоящее время большой интерес отмечается к проблеме 

создания крахмалопаточных предприятий на востоке России 
(за Уралом и т.д.). Это объясняется тем, что в этот регион поставляется значительное количество крахмалопаточной продукции, 
затраты на транспортирование которой составляют 20% и выше 
от общей ее стоимости.

Сегодня более 30% всего вырабатываемого в России крахмала 

идет на нужды целлюлозно-бумажной промышленности. Его потребность на пищевые нужды составляет около 30% от общего количества. Кроме того, крахмал необходим как сырье в фармацевтической, текстильной и химической отраслях. 

В ближайшие годы рынок крахмала будет расти за счет рас
ширения его применения в пищевой, прежде всего хлебопекарной, 
промышленности. Он также  все активнее применяется для уде шевления себестоимости хлебобулочных изделий, так как позволяет 
использовать менее качественную муку. Помимо этого, крахмал 
необходим для быстрорастущего рынка замороженных продуктов 
питания.

Развитие крахмалопаточного производства и научного обеспе
чения отрасли в настоящее время необходимо для решения народнохозяйственных задач, отвечающих национальным интересам страны:

1) увеличение производства сахаристых продуктов в виде глю
козных и глюкозно-фруктозных сиропов и использование белков 
крахмалсодержащего сырья дают возможность решать задачи 
по вовлечению невостребованных ресурсов пшеницы и ржи в производство сахаристых продуктов из крахмала и белковых продуктов для корма;

2) замещение импортных модифицированных крахмалов ана
логичными продуктами отечественного производства в таких ключевых отраслях промышленности, как нефтегазовая, целлюлознобумажная, текстильная, стройиндустрия;

3) обеспечение фармацевтической отрасли такими важными 

крахмалопродуктами, как амилопектиновый крахмал для кровезаменителей, медицинская глюкоза, крахмалы для таблетирования 
и детского лечебного малобелкового питания.