Экстрагирование сахара из стружки
9-05-2017, 15:20
Процесс экстрагирования (извлечения) сахара из стружки является одним из важнейших в технологии сахара, так как от него зависят потери в жоме, качество получаемого сока, а в конечном итоге - выход, качество готовой продукции и эффективность работы завода.
Извлечение сахара из стружки происходит за счет процесса диффузии, представляющего собой самопроизвольное выравнивание концентрации веществ на границе раздела двух фаз за счет теплового движения молекул.
Для эффективного проведения процесса экстрагирования сахара из стружки важно знать закономерности этого процесса.
Извлечение сахара из свекловичной стружки проводится путем его экстрагирования водой.
В клетках ткани сахар находится в растворенном состоянии (в клеточном соке). Все содержимое клетки, ограниченное клеточной стенкой, называется протопластом, который состоит из цитоплазматической мембраны и «живого вещества клетки» - цитоплазмы, или протоплазмы, внутри которой находятся вакуоли, содержащие клеточный сок. Этот сок окружен в клетке рядом различных по своей природе мембран, имеющих различный размер пор и обладающих различной проницаемостью для веществ, содержащихся в клеточном соке.
Основными мембранами клетки (рис. 9), влияющими на ее проницаемость, являются внешняя оболочка, представляющая собой мембрану из целлюлозы, прилегающая к ней липопротеидная мембрана и следующая затем, состоящая из белков, протоплазма, окружающая вакуоли.
Из этих мембран наименьший размер пор имеет протоплазма. Размер пор последней меньше размера молекул сахарозы, поэтому пока клетка находится в нативном (т. е. не подвергнута изменениям) состоянии переход сахарозы в экстрагент практически невозможен. Только после разрушения протоплазмы клеток сахароза и другие растворимые вещества могут переходить в экстрагирующую жидкость, так как остальные мембраны имеют больший размер пор, чем протоплазма.
Процесс разрушения протоплазмы клетки и отделение ее от внешней оболочки носит название плазмолиза. Его можно проводить с помощью механического, теплового, химического или электрического воздействия.
При экстрагировании сахара в настоящее время плазмолиз проводится путем тепловой обработки стружки, при которой уже при температуре выше 60?С происходит денатурация белка и разрушение протоплазмы, т. е. плазмолиз. После разрушения протоплазмы основным препятствием на пути переноса веществ в растительной клетке остается оболочка клетки, состоящая главным образом из клетчатки, которая термоустойчива и при термообработке стружки не разрушается.
Считается, что при денатурации протоплазмы последняя, состоящая главным образом из белков, распадается на отдельные сгустки, в результате чего создаются щелевидные отверстия, через которые сахароза из вакуоли переходит во внутреннее пространство клетки и затем уже может диффундировать в окружающий раствор.
Внутреннее пространство клетки окружено снаружи плотной оболочкой, состоящей из ряда мембран, имеющих целлюлозопектиновую природу. Целлюлоза (клетчатка), как известно, является очень устойчивым соединением, и она практически не претерпевает изменений при термообработке стружки.
Именно оболочки растительных клеток, согласно В.М. Лысянскому, в промышленных диффузионных установках являются основным препятствием для извлечения сахара из стружки, чем и обусловлена продолжительность экстрагирования сахара в промышленных диффузионных аппаратах, равная примерно 90 мин.
Из клеток же замороженной и затем оттаявшей свеклы клеточный сок выходит свободно и быстро. Это происходит потому, что при замораживании свекловичной ткани вследствие образования кристаллов льда, имеющих больший объем в сравнении с водой, происходит разрушение не только структуры протоплазмы, но и разрыв мембран оболочки клетки. То есть в этом случае сахароза может свободно выходить из клетки. Приведенное выше подтверждает, что именно мембраны оболочки клетки являются основным препятствием для экстрагирования сахарозы из стружки.
Извлечение сахара из стружки происходит за счет процесса диффузии, представляющего собой самопроизвольное выравнивание концентрации веществ на границе раздела двух фаз за счет теплового движения молекул.
Для эффективного проведения процесса экстрагирования сахара из стружки важно знать закономерности этого процесса.
Извлечение сахара из свекловичной стружки проводится путем его экстрагирования водой.
В клетках ткани сахар находится в растворенном состоянии (в клеточном соке). Все содержимое клетки, ограниченное клеточной стенкой, называется протопластом, который состоит из цитоплазматической мембраны и «живого вещества клетки» - цитоплазмы, или протоплазмы, внутри которой находятся вакуоли, содержащие клеточный сок. Этот сок окружен в клетке рядом различных по своей природе мембран, имеющих различный размер пор и обладающих различной проницаемостью для веществ, содержащихся в клеточном соке.
Основными мембранами клетки (рис. 9), влияющими на ее проницаемость, являются внешняя оболочка, представляющая собой мембрану из целлюлозы, прилегающая к ней липопротеидная мембрана и следующая затем, состоящая из белков, протоплазма, окружающая вакуоли.
Из этих мембран наименьший размер пор имеет протоплазма. Размер пор последней меньше размера молекул сахарозы, поэтому пока клетка находится в нативном (т. е. не подвергнута изменениям) состоянии переход сахарозы в экстрагент практически невозможен. Только после разрушения протоплазмы клеток сахароза и другие растворимые вещества могут переходить в экстрагирующую жидкость, так как остальные мембраны имеют больший размер пор, чем протоплазма.
Процесс разрушения протоплазмы клетки и отделение ее от внешней оболочки носит название плазмолиза. Его можно проводить с помощью механического, теплового, химического или электрического воздействия.
При экстрагировании сахара в настоящее время плазмолиз проводится путем тепловой обработки стружки, при которой уже при температуре выше 60?С происходит денатурация белка и разрушение протоплазмы, т. е. плазмолиз. После разрушения протоплазмы основным препятствием на пути переноса веществ в растительной клетке остается оболочка клетки, состоящая главным образом из клетчатки, которая термоустойчива и при термообработке стружки не разрушается.
Считается, что при денатурации протоплазмы последняя, состоящая главным образом из белков, распадается на отдельные сгустки, в результате чего создаются щелевидные отверстия, через которые сахароза из вакуоли переходит во внутреннее пространство клетки и затем уже может диффундировать в окружающий раствор.
Внутреннее пространство клетки окружено снаружи плотной оболочкой, состоящей из ряда мембран, имеющих целлюлозопектиновую природу. Целлюлоза (клетчатка), как известно, является очень устойчивым соединением, и она практически не претерпевает изменений при термообработке стружки.
Именно оболочки растительных клеток, согласно В.М. Лысянскому, в промышленных диффузионных установках являются основным препятствием для извлечения сахара из стружки, чем и обусловлена продолжительность экстрагирования сахара в промышленных диффузионных аппаратах, равная примерно 90 мин.
Из клеток же замороженной и затем оттаявшей свеклы клеточный сок выходит свободно и быстро. Это происходит потому, что при замораживании свекловичной ткани вследствие образования кристаллов льда, имеющих больший объем в сравнении с водой, происходит разрушение не только структуры протоплазмы, но и разрыв мембран оболочки клетки. То есть в этом случае сахароза может свободно выходить из клетки. Приведенное выше подтверждает, что именно мембраны оболочки клетки являются основным препятствием для экстрагирования сахарозы из стружки.