Студопедия — Получение сахарного сока методом диффузии
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Получение сахарного сока методом диффузии






Полученная стружка поступает в диффузионные аппараты, где и происходит экстракция сахара — переход его в воду. Одновременно с сахаром в водную фазу переходят и растворимые в воде несахара. При смешивании путем залива в аппарат объема воды, соответствующего объему свекловичного сока, будет экстрагированна лишь половина сахара. Для дальнейшего извлечения сахара потребуется свежая вода. Такой процесс извлечения сахара путем настаивания («мацерации») оказывается длительным и громоздким. Для его осуществления требуется целая батарея аппаратов - диффузоров (12...14) и трубопроводных коммуникаций, чтобы менять очередность каждого из них. Все это требует применения большого числа насосов и затрат энергии.

Систему мацерации долгое время применяли на заводах для получения диффузионного сока. Теперь на заводах применяют систему противоточной диффузии в свекловичной стружке, разработанную крупным русским ученым П. М. Силиным на основе первого закона диффузии Фика:

S = D×F× (C – c ÷ x) × t

D – коэффициент, зависящий от величины молеку л диффундирующего вещества;

F – площадь слоя; C-c – разница концентраций;

х – толщина слоя; t – время диффузии.

Скорость диффузии сахара и растворимых несахаров зависит от температуры воды. Так, при температуре 70 0С коэффициент диффузии возрастает в 3 раза по сравнению с температурой 20 0С. Рекомендуемая температура при этом должна быть 70...75 0С. При более высоких температурах происходит интенсивное набухание пектиновых веществ и размягчение стружки. Температуры ниже 70 0С способствуют активному развитию микроорганизмов. Важный фактор в процессе диффузии - рН среды. Так, при рН 5,3...6,3 наблюдаются наименьшая пептизация и меньший переход протопектина в диффузионный сок. Важен и срок диффузии в аппарате. Он ограничен 1 ч. При более продолжительном времени выделяется больше растворимых пектиновых веществ.

Для более легкого выделения сахарозы стружку перед загрузкой в диффузоры ошпаривают в специальных аппаратах-ошпаривателях. Стружку смешивают с соком, нагретым до температуры 85 0С. В результате чего происходит коагуляция белков протоплазмы клеток, облегчающая переход сахаров в раствор.

Несмотря на постоянную высокую температуру (до 70 0С), в диффузорах может развиваться термофильная микрофлора, находящаяся на стружке и содержащаяся в воде. Для предупреждения развития этой микрофлоры в диффузоры и ошпариватели вводят 40%-й раствор формалина в количестве 0,01 % массы свеклы. Эту операцию повторяют через 2 ч.

В результате диффузионного процесса образуется три компонента: диффузионный сок, обессахаренная стружка и мезга (мелкие частицы свекловичной стружки). Процесс диффузии завершается почти полным обессахариванием стружки, называемой жомом. Содержание сахарозы в нем не превышает 0,2...0,3 % массы свеклы. Дальнейшее обессахаривание стружки нетехнологично и неэкономично. Отделяемый от диффузионного сока жом прессуют на шнековых прессах до содержания 12... 14 % сухих веществ и в таком виде сразу же скармливают скоту, так как он быстро портится. Большую часть жома прессуют до содержания сухих веществ 22...25 % и затем досушивают до содержания сухих веществ 86 %. При такой влажности его хранят, транспортируют и реализуют на различные цели (выработку комбикормов, получение пектина и т.д.). Перед прессованием в жом вводят и отмытые частицы мезги. В среднем выход сушеного жома составляет 4,5...5,0% массы корнеплодов, из 100 кг которой в жом переходит 5,5 кг сухих веществ (0,5 кг растворимых несахаров и 5 кг мякоти).

Полученную при прессовании жома прессовую воду вновь используют в диффузионных аппаратах.

Очистка диффузионного сока (дефекация, сатурация, сульфитация)

Основной продукт диффузии - диффузионный сок представляет собой мутную жидкость, быстротемнеющую на воздухе. Он имеет слабокислую реакцию. Кроме сахарозы и других сахаров в нем содержатся и растворимые несахара неорганического и органического происхождения. Чистота диффузионного сока 82...88 %, и зависит она от качества перерабатываемых корнеплодов.

Лишь в результате многократной очистки диффузионного сока из него удается выкристаллизовать чистую сахарозу. Сок очищают в результате химических процессов, тепловых воздействий, явлений сорбции и др., используя следующие технологические приемы: предварительную и основную дефекацию, I и II сатурацию, сульфитацию и контрольную фильтрацию сока.

Первый этап очистки разделяют на предварительную дефекацию и основную дефекацию. Суть его заключается в обработке сока известью. Вводимая в сок известь в виде Са(ОН)2 вступает в реакцию с несахарами. Ионы Са, соединяясь с кислотами (щавелевой, лимонной и др.), образуют нерастворимые соли, выпадающие в осадок. Гидроксильные ионы (ОН)2 реагируют с соединениями алюминия, магния и железа, образуя гидроокиси данных металлов. Кроме того, белки, находящиеся в соке в виде крупных мицелл, тоже коагулируют. Таким образом, значительная часть несахаров выпадает в осадок.

Основная дефекация имеет две ступени: холодную (температура до 50 0С) и горячую (температура 85...90 0С). Ее осуществляют в аппаратах - преддефекаторе и дефекаторах. Холодная длится 20... 30 мин, горячая - 15.

В процессе дефекации сок дважды обрабатывается известковым молоком. Общее количество активной извести, используемой на очистку диффузионного сока, составляет 2,2...2,5 % СаО. Ее получают непосредственно на заводе обжигом известнякового камня, содержащего не менее 93 % карбоната кальция и не более 2,5 % карбоната магния. Перед обжигом известняковый камень дробят на куски размером 80...200 мм. Для сжигания пользуются коксом или антрацитом. Гашение извести и приготовление известкового молока производят на специальной установке. При обжиге извести в печи получают и сатурационный газ.

Вслед за дефекацией диффузионный сок со всеми включениями, которые он приобрел при дефекации, подвергается сатурации (насыщению). Ее назначение - удалить из сока как растворенную, так и связанную известь и тем самым получить более очищенный сок. Сатурацию проводят, вводя в сок сатурационный газ, получаемый в печи при обжиге известкового камня. Очищенный газ в основном состоит из диоксида углерода. При разбрызгивании сока в сатураторе пропускаемый сатурационный газ, соединяясь с водой, образует угольную кислоту Н2СО3, вступающую в реакцию с гидроксидом кальция Са(ОН2). В результате этой реакции получается выпадающий в осадок карбонат кальция СаСО3. Дальнейшая очистка сока при сатурации происходит и потому, что образующийся карбонат кальция активно поглощает органические несахара, придающие окраску соку.

Сатурацию проводят дважды. После каждой сок фильтруют на фильтропрессах или в вакуум-фильтрах. Обрабатывают сок при температуре 90... 100 0С. В результате сатурации чистота сока достигает 91...93 %, а содержание сахарозы - 13...14 %.

В результате сатурации получают два продукта: более очищенный диффузионный сок и фильтрованный осадок (дефекационная грязь). Последний на 75...80 % состоит из карбоната кальция и на 20...25 % - из органических и минеральных несахаров. Остается в нем и некоторое количество сахарозы (0,10...0,15% массы свеклы), а также сухой фильтрационный осадок (5...6 % массы свеклы). Его используют в качестве удобрения и при известковании кислых почв.

Заключительный этап очистки диффузионного сока - обработка его диоксидом серы, т.е. сульфитация. При пропускании последнего в сульфитаторе через разбрызгиваемый сок образуется сернистая кислота. Она восстанавливает низкомолекулярные красящие вещества и обесцвечивает их. Кроме того, в результате сульфитации снижается щелочность сока и в дальнейшем облегчается процесс кристаллизации сахара.

Для получения диоксида серы сжигают в печи комовую серу. Получаемый из серы сульфационный газ состоит на 10...15 % из диоксида серы и 85...90 % воздуха.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 976. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Образование соседних чисел Фрагмент: Программная задача: показать образование числа 4 и числа 3 друг из друга...

Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия