Редуцирующие вещества сахарного производства

Редуцирующие вещества сахарного производства

Бестарное хранение сахара – хранение сахара насыпью в складах силосного или ангарного типа.

Брак свекловичной стружки – показатель, характеризующий содержание в массе свекловичной стружки мелких кусочков свекловичной стружки, мезги, а также неразрезанных пластинок, не отвечающих установленным показателям качества свекловичной стружки, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.

Вентилирование кагатов сахарной свеклы – принудительный воздухообмен в кагатах сахарной свеклы с целью поддержания оптимальных условий хранения.

Вторая дефекация – стадия известково-углекислотной очистки, на которой осуществляется взаимодействие фильтрованного сока первой ступени сатурации с известковым молоком с целью разложения несахаров.

Вторая ступень сатурации – стадия известково-углекислотной очистки, на которой сок после второй дефекации взаимодействует с диоксидом углерода до достижения заданного значения рН и щелочности.

Гашение извести – взаимодействие извести с водой в целях превращения оксида кальция в гидроксид кальция при получении известкового молока.

Гидроподача сахарной свеклы – подача корнеплодов сахарной свеклы потоком воды по гидротранспортеру.

Гранулирование сушеного жома – формование гранул определенной формы и размеров из сушеного рассыпного жома в прессе-грануляторе.

Двухступенчатая кристаллизация сахарозы – совокупность технологических процессов и операций, объединяющих две последовательные стадии кристаллизации сахаросодержащего раствора с получением сахаров I и II кристаллизации.

Дефекация сахаросодержащего раствора – взаимодействие сахаросодержащего раствора с известковым молоком с целью разложения несахаров.

Дефекованный сок – диффузионный сок, обработанный известковым молоком.

Диффузионный сок – сок, извлеченный из свекловичной стружки в процессе экстрагирования сахарозы.

Жом – свекловичная стружка, обессахаренная в диффузионном аппарате.

Жомопрессовая вода – вода, отделенная от жома в процессе его прессования.

Жом глубокого отжатия – жом, обезвоженный путем прессования до содержания сухих веществ не менее 25 %.

Жом сушеный в гранулах – сушеный жом в виде гранул определенной формы и размеров, полученных в прессе-грануляторе.

Жом сушеный в рассыпном виде – сушеный жом в виде однородной сыпучей массы.

Заводка кристаллов – стадия уваривания утфеля в вакуум-аппарате, на которой осуществляется принудительное введение центров кристаллизации сахарозы в виде затравочного материала в пересыщенный сахаросодержащий раствор

Загрязненность сахарной свеклы – показатель, характеризующий содержание в партии корнеплодов сахарной свеклы примесей органического и минерального происхождения, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.

П р и м е ч а н и е – К примесям органического происхождения относятся: зеленая масса, корнеплоды столовой и кормовой свеклы, головки, боковые корешки и хвостики корне-плодов сахарной свеклы; к примесям минерального происхождения – почва, камни и другие твердые примеси.

Известково-углекислотная очистка диффузионного сока – совокупность технологических процессов и операций удаления несахаров из диффузионного сока с применением в качестве реагентов извести и диоксида углерода.

Известковое молоко – продукт гашения извести, представляющий собой водную суспензию гидроксида кальция заданной плотности.

Известняковый камень – горная порода осадочного происхождения, содержащая карбонат кальция, служащая для получения извести и сатурационного газа путем обжига в известково-газовых печах.

Известь – оксид кальция с примесями, присущими известняковому камню, полученный при его обжиге.

Изрезывание сахарной свеклы – измельчение корнеплодов сахарной свеклы в свекловичную стружку.

Ингибирование накипеобразования – предотвращение отложения накипи на поверхности нагрева теплообменного оборудования технологической линии производства сахара.

Кислый жом – жом, подвергшийся брожению под действием микроорганизмов в жомохранилище.

Клерование сахара – растворение кристаллов сахара в сиропе, промое, очищенном соке, воде.

Клеровка – раствор сахара в очищенном диффузионном соке, сиропе, оттеке, промое или воде.

Корнеплод сахарной свеклы – главный корень растения сахарной свеклы, образовавшийся в первый год вегетации и используемый для производства сахара.

Красящие вещества сахарного производства – окрашенные сложные органические соединения различной степени конденсации и полимеризации, возникшие за счет химического взаимодействия в полуфабрикатах некоторых извлеченных вместе с сахарозой нативных веществ сырья между собой и с образовавшимися в ходе превращений в технологическом потоке, придающие окраску от светло-желтого до темно-коричневого цвета полуфабрикатам и готовой продукции сахарного производства.

Кристаллизация сахарозы – выделение сахарозы в виде кристаллов из пересыщенных сахаросодержащих растворов.

Маточный утфель – утфель, содержащий определенное количество кристаллов заданных размеров, используемый в качестве кристаллической основы для уваривания утфелей I, II и III кристаллизации.

Межкристальный раствор утфеля – жидкая фаза утфеля, представляющая собой насыщенный или пересыщенный раствор сахарозы, содержащий несахара.

Мезга – мельчайшие частицы свекловичной стружки.

Меласса – побочный продукт сахарного производства, представляющий собой межкристальный раствор, отделяемый при центрифугировании утфеля последней кристаллизации.

Мойка сахарной свеклы – удаление прилипших примесей с поверхности корнеплодов сахарной свеклы водой.

П р и м е ч а н и е – К прилипшим примесям относят землю, песок, сорняки, солому и др.

Накипеобразование – отложение накипи на поверхности нагрева теплообменного оборудования технологической линии производства сахара.

Накипь – твердые отложения, образующиеся на внутренней поверхности теплообменного оборудования при кипении сахаросодержащих растворов.

Несахара – сухие вещества, кроме сахарозы, в продуктах сахарного производства.

Обжиг известнякового камня – термическое воздействие на известняковый камень с целью разложения содержащегося в нем карбоната кальция на оксид кальция и диоксид углерода в известково-газовой печи при заданной температуре.

Обессахаривание фильтрационного осадка – извлечение сахаросодержащего раствора из пор фильтрационного осадка.

Обесцвечивание сахаросодержащего раствора – удаление красящих веществ из сахаросодержащего раствора, приводящее к снижению его цветности.

Основная дефекация – стадия известково-углекислотной очистки, на которой осуществляется взаимодействие преддефекованного сока с известковым молоком с целью разложения несахаров и формирования избытка гидроксида кальция.

Отбор диффузионного сока – показатель, характеризующий количество отбираемого из диффузионной установки диффузионного сока, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.

Отжатие жома – механическое обезвоживание сырого жома.

Оттек – межкристальный раствор, отделяемый при центрифугировании утфеля.

Очистка печного газа – удаление из печного газа механических примесей и смолистых веществ с последующим его охлаждением.

Очистка сахаросодержащих растворов – совокупность технологических процессов и операций удаления несахаров из сахаросодержащих растворов с целью повышения их чистоты.

Очищенный диффузионный сок – диффузионный сок, прошедший все стадии очистки согласно технологической схеме.

Ошпаривание свекловичной стружки – тепловая обработка свекловичной стружки с целью денатурации протоплазмы клеток свекловичной ткани.

П р и м е ч а н и е – Денатурация протоплазмы клеток свекловичной ткани – необратимое изменение естественных свойств протоплазмы клеток свеклы под воздействием различных факторов.

Пеногашение – предотвращение образования или разрушение пены в сахаросодержащих растворах технологического потока производства сахара путем применения пеногасителей.

Пенообразование – образование в сахаросодержащих растворах и технологических водах технологического потока производства сахара пены, обусловленное присутствием несахаров с поверхностно-активными свойствами или жизнедеятельностью микроорганизмов.

Первая ступень сатурации – стадия известково-углекислотной очистки, на которой сок после основной дефекации взаимодействует с диоксидом углерода до достижения заданного значения рН и щелочности.

Печной газ – газ, образующийся в процессе обжига известнякового камня.

Подача сахарной свеклы – перемещение корнеплодов сахарной свеклы с кагатного поля или сплавной площадки в переработку; осуществляется способами: гидроподачи, с использованием механизмов и комбинированным.

Предварительная дефекация диффузионного сока – стадия известково-углекислотной очистки, на которой осуществляется взаимодействие диффузионного сока с известковым молоком и кальцийсодержащими реагентами с целью коагуляции высокомолекулярных соединений и осаждения нерастворимых солей кальция.

П р и м е ч а н и е – К кальцийсодержащим реагентам относятся: возращаемые суспензия сока первой ступени сатурации и суспензия сока второй ступени сатурации.

Преддефекованный сок – диффузионный сок, прошедший стадию преддефекации.

Прессование сахара – формование кусочков сахара определенной формы и размеров из увлажненного кристаллического сахара.

Производство сахара из тростникового сахара-сырца – сахарное производство, в котором используется вторичное сахароносное растительное сырье.

Промой – раствор, образующийся при обессахаривании отфильтрованного осадка или адсорбента путем промывания его водой.

Промывание кристаллов сахарозы – удаление пленки межкристального раствора с поверхности кристаллов сахарозы в роторе центрифуги водой, сахаросодержащим раствором или паром.

Рассеивание сахара – разделение кристаллов сахара по фракциям с определенным размером.

Редуцирующие вещества сахарного производства – моносахариды сырья, готовой продукции, полуфабрикатов сахарного производства, имеющие в своем составе карбонильную группу и проявляющие свойства восстановителя в окислительно-восстановительных реакциях.

Рециркуляция сока в сатураторе – Многократное полное или частичное возвращение выходящего потока сока в аппарат.

Сатурационный газ – печной газ, содержащий диоксид углерода, охлажденный и очищенный в газопромывателе, используемый для сатурации сока, клеровки тростникового сахара-сырца.

Читайте также:  Ячменно сахарная брага на диких дрожжах

Сатурация сахаросодержащего раствора – взаимодействие дефекованного сахаросодержащего раствора с диоксидом углерода сатурационного газа до заданного значения рН и щелочности, сопровождающееся образованием осадка карбоната кальция, с целью удаления несахаров путем адсорбции на осадке.

Сахар II кристаллизации или III кристаллизации – сахар, полученный в результате центрифугирования утфеля II кристаллизации или утфеля III кристаллизации.

Сахарный завод – промышленное предприятие, оснащенное технологической линией производства сахара с сопутствующей инфраструктурой.

Сахаристость сахарной свеклы – показатель, характеризующий массовую долю сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.

Сахарное производство – отрасль пищевой промышленности, промышленные предприятия которой производят сахар из первичного или вторичного сахароносного растительного сырья в результате выполнения комплекса последовательных технологических процессов и операций.

П р и м е ч а н и е – К первичному сахароносному сырью относится сахарная свекла, к вторичному – тростниковый сахар-сырец, сахар-песок и белый сахар.

Свеклосахарное производство – сахарное производство, в котором используется первичное сахароносное растительное сырье.

Свекловичная стружка – срезы сахарной свеклы определенных размеров и формы, получаемые путем изрезывания корнеплодов сахарной свеклы.

Сгущение очищенного сока – удаление воды из очищенного сока путем выпаривания до достижения заданного значения сухих веществ раствора.

Стандарт-сироп – концентрированный сахаросодержащий раствор заданной чистоты, используемый для уваривания маточного утфеля и утфеля I кристаллизации.

Сульфитация воды – взаимодействие воды с газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой с целью достижения заданного значения рН.

Сульфитация сахарного раствора – взаимодействие сахарного раствора с газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой или ее солями с целью предотвращения нарастания цветности и снижения вязкости при уваривании утфелей.

Сульфитация сока – взаимодействие сока с газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой или ее солями с целью предотвращения нарастания цветности сока при выпаривании.

Сульфитированный сок – сок, обработанный газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой или ее солями.

Сухие вещества продукта сахарного производства – твердые вещества, растворимые и нерастворимые в воде, содержащиеся в сырье и продуктах сахарного производства.

Сушка жома – удаление влаги из отжатого жома путем его высушивания до достижения нормируемого значения массовой доли влаги.

Сушка кристаллов сахара – совокупность процессов удаления влаги с поверхности кристаллов сахара и их охлаждения до достижения нормируемых значений массовой доли влаги и температуры.

Транспортерномоечная вода – смесь загрязненных вод после гидротранспортера и свекломойки.

Трехступенчатая кристаллизация сахарозы – совокупность технологических процессов и операций, объединяющих три последовательные стадии кристаллизации сахаросодержащего раствора с получением сахаров I, II и III кристаллизации.

Уваривание утфеля – совокупность последовательных технологических процессов кристаллизации сахарозы, проводимых при кипении концентрированных сахаросодержащих растворов с образованием утфельной массы с заданным значением сухих веществ.

Утфель – масса, состоящая из кристаллов сахарозы и межкристального раствора.

Утфель I кристаллизации – утфель первой стадии последовательной кристаллизации сахарозы, предназначенный для получения белого сахара, сахара-песка.

Утфель II кристаллизации или III кристаллизации – утфель второй или третьей стадии последовательной кристаллизации, предназначенный для получения сахара II или III кристаллизации.

Хранение сахара – совокупность процессов, включающих складирование и поддержание на заданном уровне потребительских свойств сахара.

Хранение сахарной свеклы – совокупность операций, включающих складирование сахарной свеклы в кагаты и выполнение комплекса определенных технологических операций, направленных на сохранность исходных технологических свойств корнеплодов.

Цветность – показатель, характеризующий степень окрашенности продуктов сахарного производства, выраженный в условных единицах или единицах оптической плотности.

Центрифугирование утфеля – разделение утфеля на кристаллы сахарозы и межкристальный раствор под действием центробежных сил.

Чистота продукта сахарного производства – показатель, характеризующий отношение массовой доли сахарозы к сухим веществам продукта сахарного производства, выраженный в процентах.

Экстрагирование сахарозы – извлечение сахарозы из свекловичной стружки специально подготовленной водой с получением диффузионного сока.

Эффект кристаллизации – показатель, характеризующий степень выделения кристаллического сахара на стадии кристаллизации, определяемый как разность между чистотой продукта, поступающего на кристаллизацию, и чистотой межкристального раствора утфеля в конце стадии.

Источник

ПОВЕДЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГРУПП НЕСАХАРОВ ПРИ ЭКСТРАГИРОВАНИИ САХАРОЗЫ ИЗ СВЕКЛЫ

Присутствие в соке столь сложных по химическому составу несахаров усложняет технологию получения кристаллической сахарозы и способствует увеличению учтенных и неучтенных потерь сахара, в том числе и с мелассой. Поэтому одной из важнейших задач технологии сахарного производства является максимальное удаление из его продуктов несахаров. С этой целью диффузионный сок подвергается обработке известью (дефекация), что обеспечивает процесс очистки в щелочной среде при минимальных потерях сахарозы, с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация) по завершении этого процесса. Большинство химических реакций, имеющих место при очистке сока, требуют для их полного завершения различных технологических условий. В этой связи одной из наиболее важных задач является установление оптимального технологического режима очистки диффузионного сока.

В сахарном производстве наряду с сахарозой важнейшим показателем качества сырья, продуктов его переработки и готовой продукции является содержание в них несахаров. Несахара отрицательно влияют на ход технологических процессов, уменьшают выход и снижают качество готовой продукции.

Критерием качественной оценки продуктов сахарного производства с точки зрения содержания в них сахарозы и несахаров является величина чистоты, показывающая содержание сахарозы в 100 частях сухого вещества (в %). Однако величина чистоты и суммарное количество несахаров, определяемое как СВ-СХ, являются показателями количественного содержания несахаров в продуктах без учета их качественного состава. В производстве сахара важно знать не только количественный состав их, т.е. содержание важнейших групп их (редуцирующие, азотсодержащие и пектиновые вещества, соли кальция, ионы щелочных металлов и др.)

К редуцирующим веществам (РВ) сахарного производства относят органические соединения, содержащие карбонильную группу и обладающие восстанавливающей способностью по отношению к окислителям. В продуктах сахарного производства преобладающую часть (примерно 99 %) редуцирующих веществ составляют глюкоза и фруктоза, образующиеся при гидролизе сахарозы, что снижает выход готовой продукции. Глюкоза и фруктоза обладают повышенной гигроскопичностью, поэтому наличие редуцирующих веществ в сахаре-песке ухудшает его сохранность. Кроме того, переработка такого сахара-песка на рафинадных заводах связана с дополнительными затратами, поэтому содержание редуцирующих веществ в поступающем на переработку сахаре-песке согласно ГОСТ должно быть не выше 0,05 %.

Содержание редуцирующих веществ в продуктах сахарного производства зависит как от качества перерабатываемого сырья, так и от ведения технологического процесса. Редуцирующие вещества переходят в сок и затем под действием извести и температуры разлагаются с образованием окрашенных соединений и солей кальция. В процессе очистки указанные продукты удаляются лишь частично. Неудалившаяся же часть вызывает повышение цветности и увеличивает содержание солей кальция в очищенном соке, а также способствует уменьшению выхода сахара и повышению содержания его в мелассе. Содержание редуцирующих веществ в свекле обычно не превышает 0,1-0,2 % к массе свеклы.

В соке сахарной свеклы около 50 % растворимых ее несахаров составляют азотсодержащие вещества. Азотсодержащие вещества представляют собой сложную смесь, состоящую из белков, аминокислот, амидов кислот, азотистых оснований, солей аммония и нитратов.

Контроль содержания азотистых веществ в сырье и продуктах его переработки имеет важное значение для правильного ведения процесса и снижения сахара в мелассе. О содержании азотистых веществ в сырье и продуктах сахарного производства судят по количеству определяемого в них азота.

В свекле и продуктах сахарного производства значительную часть вредного азота составляют аминокислоты, главным образом α-аминокислоты. Определение суммы аминокислот или азота α-аминокислот, так называемого α-аминного азота, позволяет получить представление о количестве вредного азота в сырье и продуктах его переработки.

Наличие α-аминного азота в соках сахарного производства способствует термохимическому разложению сахарозы, нарастанию цветности, приводит к повышению кислотности сока и продуктов вследствие разложения амидов.

В растительных тканях (в том числе и в свекле) содержатся главным образом нерастворимые в воде пектиновые вещества, получившие название протопектина. Протопектин обусловливает связь между клетками в растительной ткани, основная его масса находится в соединительных пластинах.

Под действием температуры, щелочей или кислот протопектин гидролизуется с образованием растворимых пектиновых веществ: пектина и его солей — пектинатов, пектовой кислоты и ее солей — пектатов. При растворении протопектина наряду с растворимыми пектиновыми веществами в раствор переходят арабан и галактан, которые являются лишь сопутствующими веществами.

Читайте также:  Пуэр чай от сахарного диабета

Переход пектиновых веществ при экстрагировании сахарозы из свекловичной стружки в диффузионный сок значительно затрудняет дальнейшую очистку сока, снижает качественные показатели очищенных продуктов, выход и качество сахара. Поэтому одним из важнейших требований к технологическому режиму является экстрагирование при условии наименьшего гидролиза протопектина и перехода пектиновых веществ в диффузионный сок.

Накопление коллоидно-диспергированных несахаров в диффузионном соке способствует ухудшению адсорбционно-химических процессов при очистке сока и может быть причиной снижения чистоты очищенного сока на несколько единиц. Вещества коллоидной дисперсности (ВКД) диффузионного сока и продукты их щелочного распада являются причиной существенного увеличения цветности сока в процессе основной дефекации и образования растворимых солей кальция.

Пектиновые вещества, входящие в состав ВКД, образуют с аминокислотами и продуктами распада белков – пептидами – интенсивно окрашенные соединения типа меланоидинов и могут служить источником дальнейшего усиления интенсивности окраски соков и продуктов при выпаривании сока и кристаллизации утфелей. Скорость реакции образования веществ типа меланоидинов при температуре 40–60 °С замедлена и не приводит к существенному нарастанию цветности сока.

Из диффузионного сока должна быть по возможности удалена мезга. В противном случае она будет поступать на известково-углекислотную очистку, где в условиях высокой щелочности при повышенной температуре будет разлагаться с образованием несахаров, которые снижают чистоту сока, повышают его цветность, увеличивают содержание солей кальция, ухудшают фильтрацию, замедляют процессы выпаривания и кристаллизации. Тщательное удаление мезги из диффузионного сока позволяет повысить чистоту очищенного сока на 0,2–0,5 %, снизить его цветность на 20 %. Считается, что содержание мезги в диффузионном соке, поступающем на известково-углекислотную очистку, не должно превышать 20 мг/л сока.

Инфицированность сокостружечной смеси микроорганизмами способствует повышению в диффузионном соке продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и расщепления углеводов, белков и т. д. (органических кислот, редуцирующих веществ).

Очистка такого диффузионного сока связана со значительными трудностями. Даже при правильном проведении процесса очистки можно получить очищенный сок с ухудшенными фильтрационно-седиментационными свойствами, повышенными цветностью и содержанием солей кальция.

Вещества коллоидной дисперсности диффузионного сока еще недостаточно изучены, а литературные данные неполны и противоречивы. Однако большинство ВКД диффузионного сока представляют собой органические соединения, состоящие из полимеров с длинными молекулярными цепями. Главные представители этой группы – белки и пектиновые вещества.

Природа связей между молекулами в каждом агрегате или коагуляте еще окончательно не выяснена. Иногда в агрегацию включены только ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Но чаще, по-видимому, молекулы соединены друг с другом водородными связями между карбоксильными группами и аминогруппами соседних полипептидных цепей. Указанные группы освобождаются вследствие конформационных изменений вторичной структуры и становятся доступными для межмолекулярных реакций.

Кроме этих более или менее идентифицированных ВКД диффузионный сок, обработанный известью, содержит малоисследованные продукты распада инвертного сахара и конденсации его с аминокислотами. Несмотря на малое их количество, они играют значительную роль в технологии получения сахара, поскольку отличаются интенсивной окраской. Большинство из них обладает свойствами ВКД.

Некоторые авторы предлагают качество диффузионного сока оценивать по содержанию в нем высокомолекулярных соединений [9, 10]. В связи с этим особое внимание при физико-химической очистке диффузионного сока уделяется их удалению.

Качество диффузионного сока зависит от содержания в нем несахаров, которое обусловлено многими факторами, важнейшим из которых является качество перерабатываемой свеклы [5].

Получение диффузионного сока высокой чистоты обусловлено следующими факторами:

-поступлением на резку чистой свеклы с минимальным содержанием микроорганизмов;

-получением высококачественной свекловичной стружки;

-использованием в диффузионном процессе высококачественной питательной воды;

-регулярным введением в диффузионную установку дезинфектора (в автоматическом режиме);

-глубоким отжимом свекловичного жома и возвратом всей жомопрессовой воды в диффузионную установку.

Существуют разработки получения диффузионного сока, в которых показано насколько снижается содержание комплекса несахаров.

Использование диффузионных аппаратов наклонного типа сопровождается неравномерным обогревом сокостружечной смеси по длине аппарата, что приводит к снижению степени извлечения сахарозы из стружки и интенсивному развитию микроорганизмов внутри аппарата, увеличению потерь сахарозы при экстрагировании и продолжительности процесса в целом. Предложен способ предварительной обработки свекловичной стружки перед экстрагированием горячими растворами химических агентов. Экспериментально установлено, что лучшие качественные показатели имеет сок, полученный из стружки, обработанной раствором сульфата алюминия с концентрацией 0,05 %, или раствором хлорной извести концентрацией 0,10 %. Тепловая обработка свекловичной стружки растворами солей Al2(SO4)3 концентрацией 0,05 % и хлорной извести концентрацией 0,10 % приводит к постепенному равномерному прогреванию свекловичной ткани и денатурации белков, что повышает коэффициент массоотдачи свекловичной ткани, увеличивая ее проницаемость. Омывающий поверхность свекловичной стружки раствор сульфата алюминия снижает растворимость белковых и пектиновых веществ, повышая прочность и упругость свекловичной стружки. Стабилизируется рН среды, что уменьшает переход несахаров из свекловичной стружки в диффузионный сок в процессе экстрагирования сахарозы. Совмещение тепловой и химической обработки позволяет стабилизировать коллоиды свекловичной ткани и подогреть свекловичную стружку до оптимальной температуры диффузионного процесса 70-72 °С до поступления в диффузионный аппарат, повысить ее структурно-механические свойства. Использование предварительной тепловой обработки свекловичной стружки позволяет повысить эффективность протекания диффузионного процесса, блокировать переход веществ белково-пектинового комплекса из свекловичной стружки в диффузионный сок, за счет чего их содержание в диффузионном соке снижается; снизить цветность очищенного сока на 15,1 %, содержание солей кальция на 31,3 % в сравнении с типовым способом; повысить чистоту очищенного сока на 1,2 %, что соответствует увеличению выхода сахара-песка на 0,3 %.

Одним из существующих мероприятий, способных повысить качество полупродуктов сахарного производства, а также снизить энергетические и материальные затраты, является использование современных научных методов и технологических приемов, касающихся совершенствования процесса экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки.

Примером таких приемов, позволяющих решить указанные проблемы, является предварительная обработка свекловичной стружки горячими жидкими реагентами (ошпаривание). В качестве реагентов нами предлагается использовать водные растворы сернокислого глинозема Al2(SO4)3 и хлорной извести. После ошпаривания стружки и экстрагирования из сокостружечной смеси отделяли диффузионный сок. По результатам экспериментов установлено, что самые высокие показатели имеет сок, полученный из стружки, обработанной раствором сульфата алюминия.

Одним из наиболее перспективных направлений повышения эффективности сахарного производства является активация различных технологических сред на основе применения электрофизических и электрохимических воздействий (ЭХА).

Уникальность этих процессов заключается в экологически чистом изменении кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных свойств водных растворов, сопровождающихся при этом переменой некоторых физико-химических свойств растворов (рН, окислительно-восстановительного потенциала, диэлектрической проницаемости, электропроводности), положительно влияющих на качество продуктов сахарного производства. Кроме того, ЭХА имеет ряд преимуществ: электрическое поле воздействует непосредственно на сырье биологического происхождения и среду без промежуточной трансформации энергии, что упрощает управление процессами. Универсальность электротехнологий объясняется тем, что в природе нет таких сред и веществ, которые не подвергались бы изменению под действием электрического поля и не являлись бы носителями зарядов, т.е. не поддавались бы силовому воздействию поля.

Исследована эффективность использования различных реагентов после ЭХА для обработки свекловичной стружки. В результате эксперимента установлено, что проведение ЭХА раствора сульфата алюминия перед обработкой стружки повышает качество диффузионного и очищенного соков.

Использование предварительной тепловой обработки свекловичной стружки горячими растворами предложенных реагентов, подвергшихся ЭХА, позволяет повысить эффективность протекания диффузионного процесса, блокировать переход веществ белково-пектинового комплекса из свекловичной стружки в диффузионный сок, за счет чего их содержание в диффузионном соке снижается; снизить цветность очищенного сока на 15,1 %, содержание солей кальция на 31,3 % в сравнении с типовым способом; повысить чистоту очищенного сока на 1,2 %, что соответствует увеличению выхода сахара-песка на 0,3 %; уменьшить расход греющего пара на 0,2 %.

Данная технология повышает экологическую безопасность производства, направлена на рациональное использование сырья и полупродуктов производства.

Известен способ получения диффузионного сока, характеризующийся тем, что свекловичную стружку подают в трехсекционный ошпариватель, где последовательно обрабатывают сначала 0,05 % раствором Al2(SO4)3, который предварительно подвергался электрохимической активации в течение 90 с, при напряженности электрического поля 1 В/см в специальном устройстве [Патент Р.Ф. № 2183676 Устройство для Электрохимической очистки жидкости, опубликован 20.06.2002, Бюл. №17] взятым в количестве 10 % к массе стружки при температуре 75 °С, затем греющим паром, причем обработку раствором Al2(SO4)3 осуществляют в момент подачи стружки в 1-ую секцию ошпаривателя, где ее сразу после этого обрабатывают греющим паром в каждой секции ошпаривателя, при этом тепловую обработку осуществляют таким образом, чтобы температура свекловичной стружки перед подачей ее в диффузионный аппарат не превышала 72 °С, а продолжительность обработки составляла 30-40 с, подготовленную таким образом свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат.

Читайте также:  Перловка для сахарного диабета

Предложенный способ получения диффузионного сока позволяет:

— снизить содержание белков в диффузионном соке;

— повысить чистоту диффузионного сока;

— снизить цветность очищенного сока;

— повысить чистоту очищенного сока;

— повысить выход сахара.

Способ получения диффузионного сока [6] с использованием ЭХА для подготовки экстрагента предусматривает подготовку питательной воды путем введения в нее реагента до достижения рН 6,0-6,5. в качестве реагента используют серную кислоту. Затем воду нагревают до 68-72ºС и проводят электрохимическую обработку воды при напряженности электрического поля 8,1-10,3 В/см в течение 3-7 мин. Подготовленную таким образом воду подают в диффузионный аппарат и проводят экстракцию свекловичной стружки с отводом из аппарат диффузионного сока. Изобретение обеспечивает повышение чистоты сока на 1,3-1,8 % по сравнению с известным способом и снижение содержания веществ коллоидной дисперсности (ВКД) на 78 %.

Наибольший эффект дает электрохимическая обработка воды при напряженности поля 8,1-10,3 В/см в течение 3-7 мин. Дальнейшее увеличение продолжительности электрохимической обработки воды или напряженности поля нецелесообразно, так как прирост чистоты и снижение массовой доли веществ коллоидной дисперсности в диффузионном соке незначительны. Предлагаемый способ дает возможность повысить чистоту диффузионного сока на 1,3-1,8 %, снизить содержание ВКД на 78 %.

Считается, что самая большая часть по доле неучтенных потерь — это потери сахара на диффузионных установках. Они обусловлены главным образом за счет разложения сахарозы под действием микроорганизмов. При этом большая часть микроорганизмов, встречающихся в диффузионном соке, расщепляют сахар до органических кислот. Сахароза в диффузионном соке разлагается также под действием инвертазы. Наличие интвертазы в диффузионном соке может быть обусловлено как за счет микроорганизмов, продуцирующих ее, так и наличия ее в самом корнеплоде.

Диффузионный сок — очень хорошая питательная среда для микроорганизмов.

Жизнедеятельность различных микроорганизмов в зависимости от их вида приводит к разложению сахарозы, газообразованию, образованию органических кислот, высокомолекулярных соединений (декстран, леван), молочной кислоты, спиртов и т. д.

При извлечении сахара из стружки в диффузионном соке имеет место жизнедеятельность как мезофильных, так и термофильных микроорганизмов, вызывающих дополнительные потери сахара и ухудшение качества сока.

Неучтенные потери сахара в результате жизнедеятельности микроорганизмов в диффузионном процессе могут достигать значительных размеров, колеблясь от нескольких десятых до 1 % к массе свеклы в зависимости от температуры, рН среды, длительности процесса, типа диффузионного аппарата, микробиологической его зараженности и т. д.

При средней инфицированности сокостружечной смеси в диффузионном аппарате потери сахара, обусловленные жизнедеятельностью микроорганизмов, продуцирующих молочную кислоту, составляют 0,1-0,3 % к массе свеклы. С увеличением степени инфицирования потери возрастают.

Для определения неучтенных потерь сахара в процессе обессахаривания стружки предложено несколько методов. Ряд из них базируется на определении количества органических кислот, образующихся при разложении сахарозы под действием микроорганизмов, с последующим пересчетом на молочную кислоту. Исходя из количества последней, затем находят потери сахарозы. Следует иметь в виду, что такой пересчет не совсем корректен, так как это связано с ошибками. Последние обусловлены составом продуктов, образующихся при расщеплении сахарозы.

Считается, что суммарная величина неучтенных потерь сахарозы в процессе ее экстрагирования зависит от трех составляющих: кислотного гидролиза сахарозы, ферментативного ее разложения под действием клеточной инвертазы и количества сахарозы, разложившейся в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

В КТИППе было установлено, что кислотный гидролиз сахарозы играет заметную роль только при переработке некондиционной свеклы (долголежалой, с большим содержанием гнилой массы) и получением из нее диффузионного сока при пониженном значении величины рН. В этих условиях потери сахарозы за счет кислотного гидролиза могут составлять 0,01-0,065% к массе перерабатываемой свеклы.

При переработке же кондиционной свеклы количество сахарозы в результате ее кислотного гидролиза составляет всего 0,05-0,001 %, т. е. Намного меньше величины неучтенных потерь за счет ферментативного разложения сахарозы.

Существующий на заводах контроль за рН диффузионного сока оказывается недостаточным. Дело в том, что место наибольшего снижения значения величины рН в диффузионном аппарате не соответствует месту наибольшего развития микроорганизмов, хотя максимум живых и мертвых клеток бактерий обычно совпадает с минимальным значением величины рН.

Более прогрессивным и точным является метод с индикатором резазурином, так называемый резазуриновый тест, основанный на измерении величины окислительно-восстановительного потенциала активных бактерий (по интенсивности окраски), которые разлагают сахарозу (неактивные и мертвые клетки, как известно, сахарозу не разлагают). Однако следует иметь в виду, что резазуриновый тест не дает надежных результатов в случае применения на диффузию сульфитированной питательной воды. Это связано с тем, что SO2 является восстановителем и за счет этого может создаваться ложное впечатление кажущейся инфекции диффузионного аппарата.

О степени инфицирования диффузионного сока можно также судить по содержанию в нем молочной кислоты или нитратов. Считается, что содержание молочной кислоты в диффузионном соке не превышает 0,01 %, то развитие инфекции в диффузионных аппаратах незначительное.

Наличие же их в количестве 0,001-0,002 % свидетельствует о сильном развитии инфекции в диффузионном аппарате. Известен и метод оценки инфицирования диффузионного сока по величине окислительно-восстановительного потенциала. Непрерывное изменение этой величины позволяет автоматизировать процесс подачи дезинфицирующего средства.

Для подавления микробинальной инфекции, наряду с поддержанием оптимальных технологических процессов параметров на диффузии, важное значение имеет применение дезинфицирующих средств. Однако при этом следует иметь в виду, что последние на инвертазу не действуют.

В качестве дезинфицирующего средства для подавления жизнедеятельности микроорганизмов в диффузионных аппаратах в сахарной промышленности широко применяется формалин.

В сахарном производстве, наряду с формалином, все широко применяются и другие дезинфицирующие средства.

Так, очень сильным дезинфицирующим свойством обладают йодсодержащий йодистый ацетон, обладает примерно в 1000 раз более сильным дезинфицирующим действием по сравнению с формалином.

Для обеспечения стерильных условий в диффузионном аппарате, наряду с введением в него дезинфицирующего средства, очень эффективна дезинфекция свеклы после ее мойки или еще лучше в бункере над свеклорезками.

Так, в ЧСФР применяют для орошения свеклы перед свеклорезками натриевую соль дихлоризануровой кислоты в виде 0,1-0,5 %-ного раствора под торговым названием Диоконит и препарат Перстерил, который состоит из надуксусной кислоты и 7-10% перекиси водорода. Во Франции для дезинфекции свеклы применяют 1%-ные растворы норамиум-80 и хлоразин-90.

На отечественных сахарных заводах для снижения инфицирования свеклы в моечном отделении перед свеклорезками поверхность корнеплодов рекомендуется обрабатывать раствором хлорной извести. Однако этим препаратом заводы обеспечены недостаточно. ВНИИСПом предложен и разработан способ применения для этих целей гипохлорита кальция (ДСГК) — двуосновной соли гипохлорита кальция, который нетоксичен и применяется в различных отраслях.

Оптимальная величина расхода гипохлорита кальция — 0,015 г на 1 кг мытой свеклы. При этом достигается снижение количества микроорганизмов по отдельным группам от 40 до 94%. для обеспечения эффективной обработки корнеплодов свеклы целесообразно готовить 1%-ный раствор гипохлорита кальция.

Правильное применение дезинфицирующих средств на диффузии способствует уменьшению неучтенных потерь на этом участке.

Особое внимание применению дезинфицирующих средств необходимо уделять при переработке порченной свеклы. В таких случаях в первую очередь необходимо усилить дезинфекцию диффузионного аппарата. С этой целью увеличивают количество формалина. Кроме того, наряду с формалином рекомендуется применять одноразовые добавки хлорной извести. Интервал между подачей дезинфицирующих средств должны быть равен 2 ч, максимум 4 ч. кроме того, необходимо постоянно проводить дезинфекцию мезголовушки, применяя поочередно формалин и хлорную известь.

Заслуживает внимания рекомендация французских специалистов относительно величины уровня свеклы в сборнике над свеклорезками. Эта величина должна равняться 1/3-1/4 (максимально) от высоты сборника, а время нахождения свеклы в сборнике должно быть минимальным. Эти рекомендации связаны с наличием мезофильных бактерий, которые развиваются на поврежденных участках корнеплодов сахарной свеклы. Эти микроорганизмы синтезируют декстран, который вызывает затруднения при фильтровании и кристаллизации.

Уровень же свеклы в сборнике над свеклорезками оказывает влияние на время пребывания в нем корнеплодов и их повреждение, котрое на всех участках, и особенно от взвешивания до свеклорезок должно быть по возможности сведено к минимуму.

Пат. RU 2260622 С1, МПК7 C 13 D 1/08. Способ получения диффузионного сока Голыбин В.А., Кульнева Н.Г, Федорук В.А.. Опубл. 20.09.05, Бюл. № 26.

Источник

Правильные рекомендации