Škrobařství

Úvod

Podle historických zpráv Pliniových a Diskoridesových byl již v starověku vyráběn na Krétě, v Egyptě na ostrově Chiosu u Malé Asie pšeničný škrob. Pšenice se udržela jako jediná surovina k výrobě škrobu až do konce 18. století, nepřihlížíme-li k primitivní výrobě škrobu z některých tropických rostlin, používaných odedávna domorodci k výrobě škrobu.

V středověku zabývali se výrobou škrobu hlavně Halanďané, kteří škrob podobně jako třtinový cukr, prodávali celé Evropě, zvláště když se po Benátčanech zmocnili světového obchodu. Koncem 16. století byly přivezeny do Evropy první brambory, ale k výrobě škrobu bylo jich použito teprve koncem 18. století, když se jejich pěstování rozšířilo skoro všeobecně. Teprve začátkem 19. století se počalo k výrobě škrobu používati i jiných surovin jako kukuřice, rýže, a počaly se ve velké vyráběti i škroby tropické.

Začátky výroby bramborového škrobu v našich krajinách spadají asi do konce osmnáctého století, neboť z r. 1812 máme zprávy o zpracování bramborového škrobu na škrobový cukr. Původní škrobárny byly malé závody velkostatků, později rolnické, které zpracovávaly pouze brambory přebytečné, a to ještě primitivním způsobem. Teprve koncem minulého století zanikly menší škrobárny a ustoupily závodům větším, družstevním nebo průmyslovým.

Škrob

Podobně jako v řepě cukrovce tvoří se cukr a hromadí se v kořenu jako zásobní látka k výživě příští rostliny, hromadí se v některých rostlinách škrob. Rostlina přijímá listovými průduchy ze vzduchu kysličník uhličitý (CO₂), kořeny ze země vodu (H₂O), minerální soli a dusíkaté součásti hnojiva a dosud ne zcela objasněným chemickým skladem, tzv. asimilací, vytváří z těchto základních svých živin složité organické sloučeniny. Kysličník uhličitý dostává se do vzduchu jednak dýcháním vyšších organismů, jednak spalováním paliv a tlením rostlinné hmoty v přírodě. Přesto kysličníku uhličitého ve vzduchu nepřibývá, neboť zelené rostliny jsou tu jakýmisi regulátory, které tento škodlivý plyn spolu s vodou (za spolupůsobení zeleni listové a přímým zásahem sluneční energie) přetvářejí podle chemické rovnice:

CO₂ + H₂O = CH₂O + O₂

Vzniklý formaldehyd jest základní látkou k tvorbě škrobu a jiných složitých organických látek, uvolněný kyslík vrací se do ovzduší. Proto zahrady a parky označovány jsou často jako plíce velkoměsta.

Škrobu v rostlině vytvořeného použije rostlina jednak k stavbě a výživě svého těla, jednak jej hromadí v semenech, hlízách nebo kořenech jako zásobní látku pro příští růst svého potomstva. Potom škrobnaté rostlinné části jako obilí, bramborové hlízy nebo kořeny jsou surovinami k výrobě škrobu. V tabulce jsou uvedena množství škrobu v nejdůležitějších škrobárenských surovinách v procentech.

Každá škrobnatá rostlina obsahuje škrobová zrnka zvláštního význačného tvaru jisté velikosti, a jak možno pod mikroskopem pozorovati.

Tím jest také umožněno jednotlivé škroby rozeznávati. Škrob tvoří bílý prášek hustoty 1,5, bez chuti a zápachu. Ve studené vodě jest škrob nerozpustný, v horké vodě nabobtnává a tvoří tzv. škrobový maz. Působením jodové tinktury (tj. roztok jodu v lihu) dává škrob za studena intensivně modré zbarvení.

Škrob jest složitý uhlohydrát (C₆H₁₀O₅) n, dosud ne zcela jasného chemického složení. Z jeho chemických vlastností nejdůležitější je jeho rozklad působením kyselin.

Rozkládá se postupně na uhlohydráty jednodušší podle schématu:

kyselinou                            kyselinou                            kyselinou

škrob       →          amylo         →        dextrin         →      glukosa či škrobový cukr

nerozpustný        rozpustný              rozpustný               rozpustný

ve vodě,                ve vodě,                 ve vodě,                  ve vodě,

jodem modrá      jodem modrá       jodem barví           jodem se nebarví

                                                                   se hnědočerven.

Z toho vyplývá, že škrob je základní surovinou k výrobě rozpustného škrobu, dextrinu a škrobového cukru (glukosy).

Výroba škrobu bramborového

a) Brambory neboli zemáky jsou jednou z nejdůležitějších našich zemědělsko-průmyslových plodin. Do Evropy přivezli je Španělé z Jižní Ameriky v 16. století. S počátku se pěstovaly jako zvláštnost v zahradách.

V Čechách brambory byly rozšířeny hlavně zásluhou františkánů, kteří je pěstovali ve své klášterní zahradě v Praze; odtud se rozšířily po celých Čechách. Název brambory z německého slova Brandeburger zkomolením.

Podle zužitkování rozeznáváme: brambory stolní, krmné a průmyslové. Stolní mají pěkný tvar, mělká očka, žlutou dužinu a jsou dobré chuti. Krmné dávají velký výnos a mají býti trvanlivé. Průmyslové brambory mají míti vysokou škrobnatost a mají dávati velký výnos.

Při ukládání podléhají brambory různým změnám, z nichž nejdůležitější je sládnutí. To nastane, klesne-li jejich teplota pod 6^o C. Klesne-li teplota pod 3^o C, brambory mrznou. Zmrznutím bramborové šťávy trhá se buněčné pletivo. Po nastalé oblevě vniknou do hlíz lehce bakterie s povrchu hlíz a brambory rychle hnijí. Proto nutno brambory uložiti tak, aby jejich zmrznutí bylo vyloučeno. U nás se skládají buď do krechtů, nebo v suchém sklepě. Krechty jsou mělké výkopy v zemi, do nichž se brambory střechovitě složí, pokryjí slámou a slabou vrstvou hlíny tak, aby hřeben krechtu zůstal volný. Teprve, když brambory oschly, přikryje se i hřeben a před prvními mrazy se krechty přikrývají silnější vrstvou hlíny. Průmyslové závody ukládají brambory také v tzv. polních kůlnách. Část kůlny jest pod zemí, dobře vyzděná, část kůlny jest nad zemí, obyčejně dřevěná s dvojitými stěnami, mezi něž se sype písek nebo popel. Kůlna jest opatřena ještě dobrou ventilací a snadným přístupem, aby se brambory daly lehce nakládati na vozíky a dopravovati do továrny.

b) Úprava bramborů k výrobě škrobu. Menší závody dopravují brambory z krechtů nebo sklepů úzkokolejnou drahou. Větší závody používají dopravy Riedingrovými splavy, podobně jako se dopravuje cukrovka do cukrovaru. Poněvadž brambory jsou znečištěny hlínou, musí býti předem očištěny, aby se hlína nedostávala do škrobu. K praní bramborů užívá se podobné pračky jako k praní cukrovky. Z pračky dopravují se brambory kapsovým výtahem k váze a potom padají do struhačky.

K strouhání bramborů užívá se struhadel různé konstrukce. Na obrázku je naznačeno struhadlo novější konstrukce. Na rychle se otáčející buben upevňují se ocelové pilky. Do bubnu střední velikosti vejde se asi 120 – 150 pilek. Jsou to tenké ocelové pásky opatřené na obou stranách zoubky. Když se pilky po jedné straně otupí, pustí se struhadlo obráceně. Když i na druhé straně jsou pilky otupeny, rozebere se buben a pilky se obrátí, takže se jich užije vlastně čtyřikrát.

Brambory padají do násypky struhadla a jsou vlastní vahou k pilkám přitlačovány. Aby nastrouhaná kaše silou centrifugální neodmetávala, přiléhá na buben plášť, takže mezi ním a bubnem jest asi 1 mm prostoru. Aby do kaše nepadaly nedostrouhané brambory, přiléhá k bubnu jeden nebo 2 dřevěné špalíky. Do struhadla přitéká studená voda, která splachuje nastrouhanou kaši do sběrné nádrže pod struhadlem. Buben struhadla musí se otáčeti 800 – 1000krát za minutu, aby bramborová kaše byla co nejjemnější. Nastrouhaná kaše je směs rozstrouhaného pletiva buněčného škrobových zrnek a zemákové vody. Aby z této směsi vznikl škrob, vypírá se kaše na sítech hedvábných nebo kovových studenou vodou.

Na sítech se zachytí buněčné pletivo, kdežto škrobová zrnka s vodou projdou v podobě tzv. škrobového mléka. Kdyby se užilo sít hustých, ucpávala by se buněčným pletivem, příliš řídká síta by zase propouštěla buněčné pletivo. Proto se vypírání kaše koná nadvakrát. Kaše se dopravuje na tzv. vypěradla neboli extraktory, kde se oddělí největší část buněčného pletiva a škrobové mléko obsahující ještě jemné části vlákniny se pouští přes tzv. síta rafinační, velmi jemná, na nichž se i nepatrné zbytky buněčného pletiva zadrží, a získá se čisté škrobové mléko. Vypěradla bývají různá. Plochá síta, snadno vyměnitelná, upevněna jsou v rámu, který má malý spád a jest zavěšen na dřevěných vzpružinách.

Rám je spojen s excentrem, který dává celému přístroji kývavý pohyb. Kaše se přivádí zvýšenou stranou, na ni sprchami stříká studená voda. Vypraná kaše odpadá stranou níže položenou, škrobové mléko protéká síty. Podobně pracují síta půlválcovitá, která jsou mimo to opatřena kartáči, které kaši za vypírání promíchávají. U síta Martensova se otáčí válcovité síto, na které se kaše dopravuje hřídelem směrem šipek. Vypírací voda přivádí se dírkovanou troubou po celé délce. Rafinační vypěradla jsou podobná, jenomže mají jemnější síta a nemají kartáčů, neboť by protlačovaly jemné zbytky kaše do škrobového mléka.

U extraktorů bývají síta z mosazného pletiva, u rafinačních vypěradel se používá síť hedvábných. Síta se velmi rychle zanášejí jemnou vlákninou a musí býti proto v 6 – 12 hodinách vyměňována. Zanesená síta se perou v teplé vodě s malým množstvím sody jemnými kartáči.

Vypraná kaše odpadající z vypěradel sluje třenička. Je to šedožlutá, měkká kaše, obsahující 85 – 90 % vody. Z 1 q bramborů odpadá asi 75 kg vodnaté třeničky. V menších hospodářských škrobárnách se zkrmuje ihned dobytkem, ve větších závodech se předem lisuje, aby se zbavila většího podílu vody, a pak se suší. Je výborným krmivem, zvláště s melasou.

c) Zpracování škrobového mléka. Škrobové mléko odtékající od rafinačních sít je směs vypírací a zemákové vody a škrobu. Bramborová míza podléhá velmi rychle rozkladu a obsahuje některé látky, které by škrob zabarvovaly. Proto třeba co nejrychleji škrob od vody odděliti. Škrob se odděluje buď usazováním, nebo centrifugami.

Nejjednodušší oddělování je usazování škrobového mléka v klidu. Škrobové mléko se napustí do železných nebo betonových nádrží a ponechá se v klidu. Škrob klesne ke dnu a po 10 – 12 hod. se voda vypouští buď otvory po straně usazovacích nádob, násoskami nebo hadicemi s plovákem. Ve větších závodech vypouštějí škrobové mléko do soustavy usazovacích nádob, takže přetéká z jedné do druhé a přitom nejlepší škrob, tj. s největšími zrny, se usazuje v nádobách předních, horší v nádobách zadních. Z poslední nádrže vytéká voda do usazovacích jam, v nichž se usazuje škrob odpadkový. Velké škrobárny užívají k oddělování škrobu velkých válcovitých nádob dole kuželovitě ukončených. K usazování škrobu v pohybu se užívá dlouhých žlabů s malým spádem, takže škrobové mléko protéká žlabem rychlostí 1 – 2 m za vteřinu. Za toku se usazuje škrob na dně. Na počátku žlabu se usadí písek, potom škrob nejlepší jakosti a ke konci škrob nejhorší. Jinak možno škrobové mléko zpracovati také centrifugou.

d) Surový škrob a jeho úprava. Škrob získaný ze škrobového mléka v usazovacích zařízeních nebo v centrifugách jest tzv. škrob surový. Jest silně znečištěn a šedožlutě zbarven. Proto se čistí v tzv. lavérech. Jsou to dřevěné kádě opatřené michadly, která se dají zvedati. V lavérech se surových škrob rozmíchá s čistou studenou vodou na škrobové mléko. Potom se michadlo zvedne a obsah kádě se ponechá v klidu, aby se škrob usadil. Na spodu kádě se usazuje písek a těžší nečistoty, střední vrstva obsahuje čistý škrob, vrstva nejhořejší jest škrob nejhorší jakosti s jemnou vlákninou. Michadlo se spustí tak, aby zasáhlo jen horní vrstvu, připustí se voda, horní vrstva se michadlem rozmíchá na škrobové mléko, to se odpustí a zpracuje na škrob zadní. Čištění škrobu v lavérech se podle potřeby opakuje.

Střední vrstva škrobu jest tzv. škrob zelený. V malých hospodářských škrobárnách je zelený škrob konečným výrobkem. Plní se do pytlů a dopravuje se do továren, které surový škrob ihned zpracují na dextrin, škrobový cukr atd.

Ve větších závodech se zelený škrob dobře promytý, popřípadě i chemicky vybělený, dopravuje do sušáren. Při sušení škrobu nejdůležitější podmínkou je správně dodržovati teplotu. Zvláště na počátku, kdy škrob obsahuje ještě větší množství vody, nesmí teplota stoupnouti přes 40^o C, aby škrob nezmazovatěl.

Škrobové těsto se rozprostírá na pojezdných lískách, kterými se zajíždí do sušicí, parou vytápěné komory. Vlhký vzduch se z komor odssává, takže sušení jest velmi rychlé. Moderní závody používají k sušení škrobu vakuové sušárny. Je to dlouhý ležatý válec vytápěný, opatřený lopatkovitým michadlem. Zelený škrob se plní otvorem na jedné straně a usušený odpad na straně druhé. Při sušení se z bubnu odssává vlhký vzduch vývěvou. Vakuové sušárny vyznačují se velkou výkonností a dávají zboží dokonale čisté.

Usušený škrob tvoří nepravidelné kusy různé velikosti, které se uvádějí do obchodu přímo nebo se rozemílají na škrobovou moučku. Umletý škrob se pak ještě třídí na zvláštních sítech.

Bramborový škrob rozvařen s vodou dává průhledný maz škrobový. Používá se ho jako nejlevnějšího škrobu ke škrobení a výrobě dextrinu.

Výroba pšeničného škrobu

Pšeničné zrno obsahuje průměrně 65 % škrobu a asi 12 % bílkovité látky, tzv. lepku. Pšenice s větším množstvím lepku se jeví na průřezu sklovitá, pšenice s malým obsahem lepku je moučná. Poněvadž lepek jaksi slepuje škrobová zrnka, takže brání jejich vyplavení vodou, hodí se k výrobě škrobu lépe moučná pšenice s malým obsahem lepku. Naopak, k výrobě hodnotné pšeničné mouky se používá sklovité pšenice, neboť čím více lepku mouka obsahuje, tím se z ní lépe peče. Lepek tvoří při kynutí těsta kostru; obsahuje-li mouka málo lepku (nebo byl-li porušen), jest těsto rozbíhavé. Poněvadž pšenice donedávna u nás pěstované byly více moučné, dováželi jsme k výrobě hodnotné pšeničné mouky cizí pšenice sklovité (uherské nebo americké). Teprve v poslední době se věnuje sklovitým pšenicím u nás větší pozornost.

Pšeničný škrob tvoří kulatá zrnka střední velikosti menší než zrnka škrobu bramborového. Pšeničný škrob pomaleji mazovatí, ale více natužuje tkaniny než škrob bramborový.

a) Výroba pšeničného škrobu kvašením (metoda kyselá)

Pšenice zbavená plevele se ve zděných nádržích máčí v studené vodě tak dlouho, až se zrno v prstech dá rozmačkati. Potom se nabobtnalá pšenice mezi litinovými válci rozmačká, rozmíchá se s vodou na kaši a ponechá se v dřevěných kádích kvasiti. Účelem kvašení jest rozrušiti lepek tak, aby se škrobová zrnka uvolnila a dala se lépe vyprati. Kaše kvasí s počátku lihově, pak počne kvašení kyselé, patrné vznikem kyseliny octové a mléčné, nakonec počne kaše hníti. Tu třeba kvašení přerušiti, jinak by mikroorganismy porušující lepek porušily také škrob. Po ukončeném kvašení vypustí se kyselá voda a zbylá kaše se propírá studenou vodou v měděném dírkovaném válci. Ve válci zbývá zbytek neporušeného lepku a slupky pšeničného zrna; škrob přechází do vody a vzniklé škrobové mléko se vpouští do usazovacích jam, kde ve 4 – 5 dnech se usadí škrob. Usazování pšeničného škrobu jest pomalejší než škrobu bramborového.

Jinak možno škrobové mléko zpracovati také centrifugou, podobně jako u škrobu bramborového. Dnes se metody kyselé skoro neužívá, neboť se při ní lepek kvašením rozrušuje a ztrácí.

b) Výroba pšeničného škrobu bez kvašení (metoda sladká)

Pšenice se máčí v teplejší vodě a rozmačká na jemnější kaši. Kaše se dříve vypírala primitivně v plátěných pytlích ve studené vodě. Tím vzniklo škrobové mléko, které se zpracovalo na centrifugách, a v pytli zbyl lepek se slupkami. Dnešní závody používají k oddělování škrobu z kaše zvláštního extraktoru, podobně zařízeného, jako jest Martensův extraktér při výrobě škrobu bramborového. Středem válce prochází michadlo. Škrobové mléko prochází sítem, v dírkovaném válci zbývají lepek a slupky. Tento zbytek se ve zvláštních vypěradlech pere studenou vodou. Slupky se vodou odplaví a zbylý lepek se buď zpracuje na těstoviny (nudle nebo makarony), nebo na obuvnické lepidlo (lucín neboli pop). Proto se podrobí lepek několikadennímu kvašení a rozestřený v tenké vrstvě se na pomaštěném plechu vysuší při mírné teplotě.

c) Výroba škrobu z pšeničné mouky

Zadní pšeničná mouka se rozdělá s vodou na tuhé těsto, ponechá se 2 hodiny v klidu a vypírá se na extraktérech studenou vodou. Odtékající škrobové mléko se zpracuje na centrifugách a zbylý lepek se ihned zpracuje na potraviny nebo na lep.

Výroba kukuřičného škrobu

Kukuřičné zrno obsahuje asi 60 % škrobu, jehož zrnka jsou podobně jako u pšenice stmelena bílkovitou látkou, tzv. gluténem. Rozrušovati glutén kvašením podobně jako u pšenice se neosvědčilo, proto se užívá k uvolnění škrobových zrnek buď slabého roztoku kyseliny siřičité, nebo roztoku sodného louhu. K výrobě škrobu dává se přednost bílé kukuřici, neboť má slabé slupky a je chudá bílkovitým gluténem. Kukuřice se předem rozemílá nahrubo. Tím se uvolňují z kukuřičných zrn tzv. klíčky, které se proséváním oddělují. Poněvadž obsahují až 15 % tuku, zpracují se lisováním nebo extrakcí na kukuřičný olej. Jest to světle žlutý olej hustší než olivový olej; používá se ho nejvíce k výrobě mazadel a mýdla.

Zbylá kukuřičná tluč se máčí v dřevěných kádích ve vodě 30 – 50^o C teplé, do níž se vhání kysličník siřičitý. Sířená tluč se pak mele na jemnou kaši a propírá se na třepacích nebo půlválcovitých sítech. Odpadající škrobové mléko se odvodňuje na centrifugách a suší na hotový výrobek. Zbytek na sítech, tzv. kukuřičné mláto (směs slupek, vlákniny a gluténu), se zpracuje lisováním na krmivo. Kukuřičný škrob tvoří hranatá zrnka, má celkem podobné vlastnosti jako pšeničný škrob, ale liší se od něho slabým žlutavým nádechem.

Výroba rýžového škrobu

Rýži se daří nejlépe v nížinách, které se dají zavodňovati. Vymlácená rýže zbavuje se pluch a uvádí se do obchodu loupaná. Při loupání rýže zbývá vedle slupek ještě tzv. rýže zlomková, které se s rýží pokaženou (havarovanou) používá k výrobě škrobu.

Zlomková rýže se máčí v slabém roztoku louhu sodného tak dlouho, až se dá lehce rozmělniti. Pak se promyje vodou, aby se odstranil louh, a rozemele se na jemné škrobové mléko, které se v centrifugách rozdělí na tři vrstvy. Na bubnu centrifugy se ukládá škrobová vrstva; střední vrstva obsahuje škrob znečištěný bílkovinami, vnitřní vrstva jest vypírací voda. Oddělený surový škrob se dále čistí podobně jako škrob pšeničný. Z odpadních vod se srážejí působením kyselin bílkovité součásti rýže a zpracují se na krmiva. Rýžový škrob tvoří velmi malá zrnka. Jest nejjemnějším a nejbělejším škrobem. Maz z něho připravený jest velmi jemný a nejvíce natužuje tkaniny. Prodává se buď ve formě tyčinek (tzv. krystalový) nebo jako rýžová moučka. Té se užívá hlavně k výrobě pudrů nebo k přípravě tzv. leskového škrobu (ke škrobení prádla). Jest to v podstatě škrob smíchaný s malým množstvím boraxu a kyseliny stearové. Ta se při žehlení roztaví a dodává prádlu lesku.

Škroby tropické

Pod tímto názvem jsou v obchodě různé druhy škrobů z hlíz nebo z dřeni některých tropických rostlin. Nejznámější jest ságový škrob z palmy ságové. Kmeny těchto palem mají na povrchu slabé dřevo; vnitřek kmene je vyplněn kyprou duší (jako u našeho bezu), z které se vypíráním nabývá škrobu. Ten se zpravidla zpracuje ihned na tzv. ságo. Vlhký škrob se zahřeje, až zmazovatí. Hmota se protlačuje síty, čímž vznikají nepravidelná zrnka, která se usuší a v otáčivých bubnech zakulatí a vyleští. Hotový výrobek vypadá jako skleněné kuličky. Nejcennější jest bílé ságo, vyráběno v Japonsku. U nás v obchodě prodávané ságo bývá pravidelně vyrobeno z bramborového škrobu. Bramborový škrob rozmíchaný s malým množstvím vody na husté těsto se protlačuje sítem na nekonečný pás, který zrnka vzniklá otřásáním síta dopravuje do sušárny. Na vysušená zrnka pak působí horký vlhký vzduch a tím zrnka zmazovatí. Konečným sušením a leštěním vzniká výrobek od pravého tropického sága nerozeznatelný.

Jiný tropický škrob jest škrob marantový, známý pode jménem arrow-root (arorů). Vyrábí se z hlíz některých tropických rostlin v Záp. a Vých. Indii i v Africe. Výroba jest primitivní. Hlízy se omyjí vodou, oloupají, rozstrouhají na kaši, která se vypírá podobně jako bramborový škrob.

Užití škrobu

Škrob jest důležitou látkou v potravinářství. Jest hlavní součástí našich moučných jídel. Užívá se ho v cukrářství, pekařství, uzenářství jako přísady. V domácnosti jest důležitou látkou ke škrobení prádla. Velikého množství škrobu se spotřebuje k úpravě látek v textilním průmyslu. Jinak jest také škrob důležitou surovinou k výrobě dextrinu a škrobového cukru.

Dextrin se vyrábí ze škrobu dvojím způsobem. Buď se škrob praží asi při teplotě 180 – 210^o C za stálého míchání, aby se nepřipálil, nebo se škrob okyselí malým množstvím kyseliny a suší se v sušárnách. V prvním případě je dextrin nažloutlý, v druhém případě je bílý. Dextrin se vyznačuje tím, že se i v studené vodě úplně rozpouští a jodovou tinkturou nemodrá. Je to známé lepidlo.

Škrobový cukr je látka vzniklá rozkladem škrobu kyselinou sírovou za tlaku. Uvádí se do obchodu buď ve formě syrobu nebo jako tuhá hmota. Užívá se ho k slazení likérů a povidel, k zavaření ovoce a k přípravě kuléru (páleného cukru).

Statistika

V naší republice jest celkem 46 škrobáren vyrábějících škrob zelený (hospodářských škrobáren), 56 závodů vyrábí škrob suchý, 16 továren zabývá se výrobou syrobu a škrobového cukru, 9 továren vyrábí dextrin.

Inž. K. Andrlík, 1933

Obr. Strouhačka na brambory