Разложение сахара и нарастание цветности выпариваемого сока

25-04-2017, 17:33

Разложение сахара в выпарных аппаратах зависит от продолжительности пребывания в них сока (емкость аппаратов) и от температуры кипения. Эти потери обычно не превышают 0,01% к массе свеклы.
Изученная С.З. Ивановым автокаталитическая реакция разложения сахарозы проходит здесь лишь начальный индукционный период, так как развитию ее препятствуют буферные вещества, содержащиеся в соке, и сок остается щелочным.
Нарастание цветности сока в выпарных аппаратах отчасти происходит вследствие разложения и карамелизации сахарозы и зависит от температуры и продолжительности выпаривания, а также и от pH сока. При pH 9 и при температуре 100° С цветность нарастает приблизительно на 0,05 ед. Шт. (на 100 г сахара) в минуту. С повышением температуры нарастание цветности сока ускоряется в 3 раза на каждые 10°. При повышении pH нарастание цветности ускоряется (при pH 10 — в 1,5—2 раза быстрее, чем при pH 9). В более разбавленных растворах цветность от разложения сахарозы увеличивается немного быстрее, чем в более концентрированных.
Нарастание цветности выпариваемого сока отнюдь нельзя объяснить одним лишь сравнительно слабым разложением сахарозы. Большое значение имеет продолжающееся на выпарке разложение редуцирующих веществ, которые при кратковременной дефекации могут быть разложены не полностью. На это указывал Р. Пик на XII Международном конгрессе по сахарному производству в Париже в 1963 г., посвященном вопросам цветности сахарных соков [55]. Шпенглер настаивает на разложении всех редуцирующих веществ на дефекации, так как иначе даже 0,008% оставшихся редуцирующих веществ вызывают нарастание цветности сока на выпарке на 2,5° (0,012% их дают уже нарастание 9,0° Шт.).
Однако если бы на выпарке кипятились соки, близкие к нейтральной реакции, такого нарастания цветности не было бы (у Шпенглера растворы имели pH 10); например, в рафинадном производстве при наличии значительных количеств редуцирующих веществ нет большого нарастания цветности, но зато там pH близок к 7.
Кроме того, красящие вещества образуются на выпарке в результате изученной Майяром реакции конденсации между редуцирующими веществами и аминокислотами (и аммиаком), причем отщепляется углекислота и получаются высокополимерные азотсодержащие окрашенные вещества (меланоидины). Такие вещества, полученные из мелассы сахарных заводов, были изучены Станьком. Одно из них, фусказиновая кислота, по мнению Станька, по крайней мерс на 40% обусловливает окраску мелассы.
Фусказиновая кислота содержит 7,1—7,3% азота, лишь 0,2—0,3% золы и в 1%-ном растворе имеет окраску 950—1000° Шт.
Быть может такие же красящие вещества образуются и при взаимодействии продуктов разложения редуцирующих веществ с аминокислотами.
Вообще следует заметить, что изучение красящих веществ соков сахарного завода и мелассы только еще начато.
Наблюдаются большие колебания в нарастании цветности на выпарке по разным заводам: иногда она нарастает всего лишь на 10%, иногда же увеличивается в 2—2,5 раза.
Как правило, соки, слабо обработанные на дефекации и сатурации (с малым количеством извести, кратковременно, при низкой температуре), характеризуются большим нарастанием цветности на выпарке, если выпаривается сильно щелочной сок с pH 10. Цветность сульфитированного сока II сатурации на выпарке почти не увеличивается: достаточно, чтобы в растворе содержались хотя бы следы сульфитов, чтобы уже предотвратить потемнение сока.
Нужно следить за тем, чтобы ретурный пар турбины, поступающий в I корпус выпарки, был увлажнен до состояния насыщения, так как без этого он будет перегретым, т. е. иметь повышенную температуру, что, конечно, усиливает разложение сахара и повышает цветность сока в I корпусе.