Совершенствование способов экстракции сахарозы из свеклы

• Автор: Кондратова, Оксана Юрьевна
• Шифр специальности: 05.18.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Анализ существующих способов проведения

процесса экстракции сахарозы из свеклы

1.1 Теоретические аспектыпроцесса экстракции сахарозы

из свекловичной стружки

1.2 Подготовка свекловичной стружки.

1.2.1 Тепловая обработка свекловичной стружки.

1.2.2 Обработка свекловичной стружки электрическим током

1.2.3 Обработка соко стружечной смеси высоковольтными импульсами и низкочастотными колебаниями.
1.2.4 Обработка свекловичной стружки химическими веществам и. 1.3 Подготовка экстрагирующей жидкости для

диффузионного процесса.

1.3.1 Применение барометрической воды и аммиачных конденсатов
1.3.2 Очистка жомопрессовой воды
1.3.3 Физические способы обработки экстрагирующей жидкости
1.3.4 Дополнительные источники воды для экстрагирующей жидкости.
ГЛАВА 2 Обоснование целесообразности подготовки
экстрагирующей жидкости к процессу экстракции сахарозы из свеклы
2.1 Объекты и методы исследования.
2.2 Реагенты для химической обработки экстрагирующей жидкости и их физико химическая характеристика.
2.3 Определение рационального расхода гипса при
подготовке экстрагирующей жидкости.
2.4 Влияние совместной обработки экстрагирующей жидкости
гипсом и известью с последующим глубоким
пересатурированием на качество диффузионного сока.
2.5 Влияние места ввода гипса и извести в экстрагирующую жидкость на качество диффузионного сока
2.6 Исследование разных вариантов обработки жомопрессовой
ГЛАВА 3 Использование энергии электромагнитного поля при подготовке экстрагирующей жидкости для экстракции сахарозы
3.1 Методика проведения экспериментов по обработке воды, применяемой в качестве экстрагирующей
жидкости, электромагнитным полем
3.2 Исследования влияния электромагнитного поля на микрофлору жомопрессовой воды
3.3 Исследования влияния экстрагирующей жидкости, обработанной ЭМП, на качество диффузионного сока.
3.4 Влияние качества экстрагирующей жидкости на неучтенные потери сахарозы в процессе экстракции.
ГЛАВА 4 Использование жомопрессовой воды в качестве
ошпаривающего агента для свекловичной стружки
4.1 Цель и задачи исследования.
4.2 Экспериментальные исследования.
4.2.1 Поиск наиболее эффективного агента для предварительной обработки свекловичной стружки
4.2.2 Определение степени инфицированности диффузионного процесса при ошпаривании
стружки жомопрессовой водой.
4.2.3 Исследование структурно механических свойств свекловичной стружки и жома при ошпаривании
стружки жомопрессовой водой.
ГЛАВА 5 Практические рекомендации и разработка
технологической схемы процесса экстракции
сахарозы из свеклы
5.1 Способы получения диффузионного сока.
5.2 Разработка рациональной ресурсосберегающей технологической схемы получения и очистки диффузионного сока
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основным сырьем для производства сахара в России является сахарная свекла. Это основная техническая культура, имеющая важное экономическое значение. Перерабатывая ее, необходимо как можно полно извлечь сахарозу с минимальным переходом несахаров в диффузионный сок, минимально разрушить сахарозу в процессе диффузии и использовать для питаниядиффузионных аппаратов жомопрессовую воду. Сахарная свекла по своему химическому составу является многокомпонентной структурой. Состав свеклы в зависимости от ряда факторов, таких как сорт свеклы, условия выращивания, способ уборки, условия хранения, изменяется, при этом наблюдаются значительные отклонения от обычного нормального состава 1. Сахароза как главнаясоставная часть свеклы и продукт сахарного производства должна сохранятся при минимальных потерях как в процессе выращивания, так и в процессе производства. Поэтому для ее выделения в чистом виде, необходимо осуществлять ряд сложных физикохимических процессов. Теория процесса извлечения сахарозы из свекловичной стружки изучена и описана многими учеными. В нашей стране это П. М. Силин 2 4, М. Д. Зуев , М. И. Даишев , В. А. Голыбин , Головин П. В. ,В. Лысянский , Бартеньев 8 и др. Ф. Шнайдер 2 4, Г. Оплатка 3 8, X. Брюнихе Ольсеном8 1, Д. Шлипхаке 9 1 и др. В настоящее время распространен диффузионный способ извлечения сахарозы из свекловичных клеток, который заключается в противоточной обработке свекловичной стружки горячей водой. При этом не только сахароза, но и растворимые несахара переходят в воду. Такое движение растворимых веществ, происходит под влиянием градиента концентрации и заканчивается, когда концентрация их в стружке и в окружающей среде становится одинаковой. Этот сложный массообменный процесс, в сущности, и называется экстрагированием. При экстрагировании сахара из стружки происходят и другие процессы, например, диализ и осмос. Коэффициент диффузии является физическим параметром материала. Он характеризует способность материала проводить вещество, и численно равен массе вещества, диффундирующего через единицу площади за. При одной и той же температуре и концентрации независимо от того, будет ли это иметь место в промышленном аппарате, лабораторной установке или пробирке, коэффициент диффузии имеет одну и ту же величину. Второй стадией процесса экстракции является массообмен на поверхности твердой частицы. При этом перенос экстрагируемого вещества с поверхности частицы в массу движущейся около ее поверхности жидкости осуществляется молекулярной диффузией и конвекцией. Данный коэффициент не является физической постоянной. При извлечении сахара из стружки из двух процессов решающим является молекулярная диффузия. Последняя возможна только4 после денатурации протоплазмы, чтобы сахароза начала переходить в раствор, так как сахар, находящийся в клетке не может переходить в экстрагирующую жидкость, окружающий ее из за того, что протоплазма малопроницаема для сахарозы. Считается, что при денатурации протоплазмы, последняя, состоящая главным образом из белков, изменяет свою структуру, в результате чего создаются щелевидные отверстия, через которые проходит сахароза и затем она уже может диффундировать в окружающий раствор. Д. Шлипхаке объясняет первую стадию процесса извлечения сахара из стружки следующим образом. Стружка попадает в среду с большим содержанием воды, которая под воздействием осмотического давления проникает в клетки свекловичной ткани. Почти одновременно происходят нагрев стружки и денатурация, клеток. Живые клетки свекловичной ткани находятся под внутренним давлением, создающимся в этой ткани. Причем давление это постепенно повышается вследствие осмотического проникновения воды и высвобождения гидратной воды. В результате разрушения клетки давлением, создавшимся в ней до разрушения, вытесняются клеточный сок, содержащий сахарозу, сопутствующие ей вещества и вода, то есть, происходит диффузия. Одновременно некоторые нерастворимые вещества свекловичного сока, вследствие происходящих в нем химических реакций, растворяются и попадают в диффузионный сок.