Спосіб екстрагування сахарози з бурякової стружки

Реферат: Спосіб екстрагування сахарози з бурякової стружки включає миття буряків, відділення від них сторонніх домішок, подрібнення коренеплодів до стружки, екстрагування сахарози живильною водою, підкисленою до рН 5,8. До живильної води додатково додають порошкоподібний адсорбент цеоліт-клиноптилоліт у кількості 0,05…0,3 % до маси буряків. UA 118887 U (12) UA 118887 U UA 118887 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до харчової промисловості, а саме до цукробурякового виробництва. Відомий спосіб вилучення сахарози із бурякової стружки в дифузійних апаратах [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. М.: Агропромиздат, 1986. - с. 107-115], який включає мийку буряків, відділення від них сторонніх домішок, подрібнення коренеплодів на бурякорізках у стружку, екстрагування сахарози з бурякової стружки живильною водою, обробленою діоксидом сірки до рН 5,8-6,5. Недоліком цього способу є недостатній ефект очищення клітинного соку в процесі екстрагування. В основу корисної моделі поставлена задача створення найбільш ефективного способу екстрагування сахарози з бурякової стружки з метою покращення якості одержаного дифузійного соку, підвищення виходу цукру. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб екстрагування сахарози з бурякової стружки включає миття буряків, відділення від них сторонніх домішок, подрібнення коренеплодів до стружки, екстрагування сахарози живильною водою, підкисленою до рН 5,8. Згідно з корисною моделлю, екстрагування сахарози з бурякової стружки здійснюється живильною водою з додаванням порошкоподібного адсорбенту цеоліту-клиноптилоліту у кількості 0,05…0,3 % до маси буряків. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом полягає в наступному. Технологічна якість дифузійного соку визначається вмістом нецукрів та їх характеристикою. Значну частину нецукрів дифузійного соку складають високомолекулярні сполуки, головним чином, білки, пектинові речовини, арабан, галактан та сапонін. Полісахаридам притаманні властивості типових високомолекулярних сполук, що мають полярні групи, тому полісахариди гігрофільні і при розчиненні у воді утворюють колоїдні розчини. У разі введення до живильної води порошкоподібного адсорбенту цеоліту-клиноптилоліту відбуваються фізико-хімічні процеси в системі вода-буряковий сік, внаслідок яких частина нецукрів осаджується всередині бурякової тканини, а деяка кількість - адсорбується на поверхні цеоліту, що зумовлює покращення якості одержаного екстракту - дифузійного соку. Перебіг фізико-хімічних процесів пояснюється, по-перше, адсорбційними властивостями цеолітуклиноптилоліту, які зумовлюються його структурою. Так, будова цеоліту складається з кремнистих тетраедрів та алюмокислих октаедрів, які при об'єднанні в різні структури утворюють цілу низку різноманітних мінералів. Поєднуючись одна з одною, такі елементарні 4+ 3+ структури утворюють відповідні шари, стрічки чи об'ємні утворення. Іони Si і Аl , що розташовані в центрі тетраедрів чи октаедрів, можуть ізоморфно заміщуватися іонами менших 2+ 2+ 2+ зарядів Са , Mg , Fe та ін. Це так звані обмінні іони, які у водному середовищі легко гідратують і здатні до обміну. Внаслідок цього для цеолітів характерні іонообмінні властивості. В той же час, існування на поверхні цеолітів "шару" з атомів кисню робить їх ефективними адсорбентами за рахунок утворення водневих зв'язків з адсорбованими молекулами. По-друге, цеоліт-клиноптилоліт має високу термостійкість, кислотостійкість і стійкість до дії лугів, що дозволяє використовувати в різних технологічних процесах. Стійкість кристалічної решітки в значній мірі збільшує ефективність їх дії. Висока іонообмінна активність 3+ кліноптилоліту пов'язана з вмістом іона Аl , для якого характерна постійна електронна криза. Адсорбовані цеолітом катіони компенсують надлишкову від'ємну напругу та нейтралізують від'ємний заряд. Тобто така активність адсорбції спричинена нестачею катіонів в структурі самого сорбенту та прагненням системи "цеоліт-оточуюче середовище" до рівноваги. Отже, у разі введення адсорбенту цеоліту-клиноптилоліту спостерігається сорбція молекул полісахаридів, зокрема пектинових речовин, декстрану, що мають від'ємний заряд. Одержання дифузійного соку вищої чистоти сприяє підвищенню виходу цукру та зменшенню його вмісту в мелясі. Важливою перевагою неорганічних мінеральних сорбентів є їх дешевизна та доступність отримання. Спосіб екстрагування сахарози з бурякової стружки здійснюється таким чином. Після миття та відділення від цукрових буряків сторонніх домішок, коренеплоди подрібнюються на бурякорізках до стружки, екстрагування сахарози з бурякової стружки здійснюють живильною водою, підкисленою до рН 5,8 з додаванням порошкоподібного адсорбенту цеоліту-клиноптилоліту у кількості 0,05…0,3 % до маси буряків. Приклад. Для екстрагування сахарози із бурякової стружки взято цукрові буряки, частково уражені слизистим бактеріозом. Процес екстрагування проводили при нормативних параметрах з використанням живильної води з рН 5,8, до якої додавали порошкоподібний адсорбент цеолітклиноптилоліт у кількості 0,03…0,4 % до маси буряків. У дифузійному соку визначали чистоту, вміст декстрану, пектинових речовин (ПР) і високомолекулярних сполук (ВМС), розраховували ефект очистки соку. 1 UA 118887 U Результати прикладу наведено в таблиці. Таблиця Вміст Вміст ВМС у Чистота декстрану Витрата дифузійн № дифузійн у адсорбен ому соку, прикладу ого соку, дифузійн ту, % % на 100 % ому соку, г сухих 3 мг/дм речовин Вміст ПР у дифузійн ому соку, % на 100 г сухих речовин Підвищен ня чистоти дифузійн ого соку, од. 1. 3,17 0,03 80,1 830 6,52 2,93 0,3 0,05 80,9 747 6,06 2,5 1,1 0,1 0,2 81,5 81,8 789 646 4,62 3,63 1,86 1,59 1,7 2,0 6. 0,3 82,0 527 3,42 1,46 2,2 7. 20 6,73 4. 5. 15 857 3. 10 79,8 2. 5 0 0,4 82,3 483 3,08 1,4 2,5 Висновки Контрольна проба (живильна вода без адсорбенту) Невисокий ефект очищення соку, внаслідок недостатніх витрат адсорбенту Достатній ефект очищення соку Високий ефект очищення соку, зменшення вмісту ПР, ВМС, зокрема декстрану Подальше підвищення витрат адсорбенту з точки зору покращення технологічних показників якості дифузійного соку економічно недоцільно Згідно з даних таблиці оптимальним варіантом екстрагування сахарози з бурякової стружки є застосування порошкоподібного цеоліту-клиноптилоліту у кількості 0,05…0,3 % до маси буряків. Технічний результат полягає в наступному. Спосіб підготовки живильної води при додаванні порошкоподібного цеоліту-клиноптилоліту призводить до одержання дифузійних соків високої чистоти за рахунок адсорбції на своїй поверхні значної кількості нецукрів, що збільшує вихід цукру та зменшує втрати його в мелясі. При цьому чистота дифузійного соку підвищується на 0,4…2,5 од., а також знижується вміст декстрану до 38,5 %. Варто зазначити, що у разі обробки цеолітом-клиноптилолітом спостерігається зменшення вмісту пектинових речовин і високомолекулярних сполук у дифузійному соку вдвічі порівняно з контрольною пробою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб екстрагування сахарози з бурякової стружки, який включає миття буряків, відділення від них сторонніх домішок, подрібнення коренеплодів до стружки, екстрагування сахарози живильною водою, підкисленою до рН 5,8, який відрізняється тим, що до живильної води додатково додають порошкоподібний адсорбент цеоліт-клиноптилоліт у кількості 0,05…0,3 % до маси буряків. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2