Экстрагирование сахара из стружки в щелочной среде

9-05-2017, 19:21

Применяемый в настоящее время способ экстрагирования сахара из стружки в слабокислой среде имеет определенные недостатки:
• необходимость применения химических реагентов для подкисления воды;
• увеличение содержания редуцирующих веществ в диффузионном соке;
• коррозия оборудования.
Возможности повышения эффективности данного способа в настоящее время практически исчерпаны.
В последнее время проведены обширные исследования способа экстрагирования сахара в щелочной среде с применением в качестве щелочного реагента извести.
С теоретической точки зрения обработка стружки Са(ОН)2 при определенных условиях должна способствовать:
• получению прессованного жома с более высоким содержанием сухих веществ;
• меньшему разложению сахарозы;
• меньшему образованию редуцирующих веществ;
• меньшему износу металла диффузионного аппарата за счет коррозии.
При проведении процесса экстрагирования сахара в щелочной среде нельзя, по-видимому, полностью исключить применение дезинфицирующих средств для подавления жизнедеятельности микроорганизмов.
При проведении процесса экстрагирования сахара в щелочной среде примерно в два раза уменьшается расход вспомогательных химических реагентов, применяемых при прессовании жома с целью повышения концентрации сухих веществ.
Лабораторными исследованиями установлено увеличение концентрации сухих веществ прессованного жома в случае экстрагирования сахара из стружки в щелочной среде, создаваемой при помощи Са(ОН)2, возможно за счет меньшего перехода высокомолекулярных соединений (главным образом пектиновых веществ) при определенных условиях в сок.
Известно, что высокомолекулярные соединения (ВМС) свеклы, особенно пектиновые вещества, могут участвовать в реакциях:
• простого обмена ионов Са++ на ионы Na+ и К+. В результате такого обмена возможно взаимодействие двух карбоксильных групп пектиновых веществ, что уменьшает переход последних в сок;
• этерификации пектиновых веществ с образованием метанола и уксусной кислоты;
• гидролиза с образованием растворимых пектиновых веществ, которые плохо осаждаются известью и затрудняют процесс фильтрации.
Известно, что протекание этих реакций существенным образом зависит от температуры процесса. Так, при температуре выше 20°С преобладают реакции деэтерификации и гидролиза протопектина над реакцией обмена ионов Са++ на Na+ и К+.
Положительные результаты при обработке стружки 0,6% СаО были получены при температуре 20°С. В этом случае концентрация сухих веществ прессованного жома возрастала на 5...6%, чистота полученного сока практически не отличалась от чистоты сока, полученного по классическому способу.
Было подтверждено, что активность инвертазы в щелочной среде значительно ниже, чем при 5,5...6,0. За счет уменьшения активности инвертазы сахарной свеклы можно ожидать снижения неучтенных потерь сахара на диффузионной установке на 0,05% к массе свеклы.
Однако при этом следует иметь в виду, что неучтенные потери сахарозы от действия ферментов значительно ниже, чем от микробиологического разложения сахарозы (эта величина обычно составляет 0,1...0,2% к массе свеклы).
Микробиологическая же активность, при прочих равных условиях, существенным образом отличается от величины рН сокостружечной смеси. Так, микробиологическая активность при значениях рН 7...8 значительно выше, чем при рН 5,5...6,5. Только при значениях рН 9 микробиологическая активность ниже, чем при рН 5,5...6,5. Из приведенного выше также установлено, что при проведении экстракции сахара в щелочной среде в жоме увеличивается содержание золы и белка.
Первые полупроизводственные испытания способа экстрагирования сахара из стружки с добавлением Са(ОН)2 были проведены на диффузии Роберта. Однако они не дали ожидаемых результатов. Так, при прессовании жома не установлено увеличение концентрации сухих веществ в прессованном жоме. Очищенный сок плохо отстаивался и фильтровался на вакуум-фильтрах.
Не дали положительных результатов и производственные испытания способа на диффузии РТ.
Опыты с применением сахарата вместо известкового молока также не дали положительных результатов.
Испытания подтвердили, что при экстрагировании сахара из стружки в щелочной среде при обычной температуре диффузионного процесса получается диффузионный сок, который затем трудно очистить из-за плохой фильтрации при отделении осадка.
Поэтому была сделана попытка извлечения сахара в щелочной среде из свекловичной кашки при температуре 20°С. Соки, полученные таким образом, легко очищались. Однако извлечение сахара по этому способу составляло всего 80%. Работы в этом направлении продолжаются.
Не было достигнуто более высокого извлечения сахара и при применении осадительной центрифуги как отдельно, так и в комбинации с ленточным прессом.
Комбинация ленточный пресс - диффузионный аппарат также не дала положительных результатов из-за плохой транспортируемости массы в диффузионном аппарате.
Проводимые в последнее время исследования свидетельствуют, что поиск дальнейших путей совершенствования процесса извлечения сахара продолжается.