ЭлБиб

CЫРЬЕ И ДОБАВКИ

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

11/2005

Одно из перспективных направле#

ний совершенствования технологии

очистки диффузионного сока – ис#

пользование окислителей в качестве

дополнительных реагентов очистки с

целью повышения качества товарного

сахара и снижения энергетических зат#

рат на процесс фильтрования.

Высокий выход товарного сахара до#

стигается путем удаления максимально

возможного количества несахаров.

Наиболее распространенный в настоя#

щее время – способ обработки диффу#

зионного сока известью (дефекация) с

последующим удалением ее избытка

углекислым газом (сатурация). При

простоте технологических операций и

дешевизне реагентов этот способ не

обеспечивает достаточного эффекта

очистки [1].

Закономерности протекания хими#

ческих реакций при использовании

окислителей в условиях очистки диф#

фузионного сока до настоящего време#

ни изучены недостаточно полно, и вли#

яние оксидантов на скорость и меха#

низм протекания химических реакций

не используется в полной мере для со#

вершенствования технологии очистки

сахарсодержащих растворов. Поэтому

в лаборатории переработки сахарной

свеклы ВНИИСС были проведены ис#

следования по разработке универсаль#

ного способа очистки диффузионного

сока с использованием селективных

окислителей с целью увеличения эф#

фекта очистки и выхода сахара, а так#

же снижения расхода извести.

Повышение эффекта обесцвечива#

ния при действии ряда окислителей

может сопровождаться такими неже#

лательными явлениями, как значи#

тельное снижение рН, разложение са#

харозы и др. При этом снижение цвет#

ности может носить временный харак#

тер, при последующих технологичес#

ких операциях возможно интенсивное

ее нарастание. Для рационального ис#

пользования окислителей необходимо

знать механизм их воздействия на кра#

сящие вещества.

Приведенные в литературе [2] иссле#

дования влияния окислителей и вос#

становителей на снижение цветности

продуктов сахарного производства

свидетельствуют о преимуществе окис#

лителей (в области обесцвечивания)

перед восстановителями. На основе

изучения спектров поглощения раство#

ров красящих веществ авторы делают

вывод о том, что, согласно ионно#хро#

мофорной теории цвета, изменение

окраски органических веществ связано

с внутримолекулярной перегруппиров#

кой или разрушением хромофорных

групп. Это означает, что обесцвечива#

ющее действие окислителей связано с

переходом окрашенных соединений в

бесцветные лейкосоединения.

По мнению других исследователей

[3], обесцвечивание красящих веществ

сопровождается разрывом молекуляр#

ных цепочек, в результате чего образу#

ются вещества с меньшей молекуляр#

ной массой и более низкой интенсив#

ностью окрашивания, что тоже получи#

ло экспериментальное подтверждение.

Мы считаем, что в процессе воздей#

ствия окислителей на красящие веще#

ства имеют место и тот и другой вари#

анты. При низких концентрациях окис#

лителя обесцвечивание происходит

без разрыва химических связей по#

средством перехода окрашенных со#

единений в бесцветные лейкосоедине#

ния, а также в результате образования

целого ряда промежуточных соедине#

ний, имеющих более низкую интенсив#

ность окраски, но способных восста#

навливаться до первоначальных крася#

щих веществ. При постепенном увели#

чении концентрации окислителя насту#

пает момент, когда изменение структу#

ры и состава молекулы красящего ве#

щества столь велико, что восстановле#

ние этого промежуточного соединения

до первоначальной молекулы, имею#

щей значительно большую интенсив#

ность окраски, уже невозможно (точка

необратимости химической реакции).

Превышение пороговой концентрации

окислителя приводит к деструкции мо#

лекул промежуточных соединений, со#

провождающейся разрывом молеку#

лярных цепочек.

Предварительные исследования по

применению озона в условиях очистки

диффузионного сока, проведенные в

лаборатории переработки сахарной

свеклы ВНИИСС им. А.Л.Мазлумова,

подтвердили это предположение. Ин#

тенсивность окраски сока, обесцвечен#

ного при низких концентрациях озона,

на последующих стадиях производства

значительно увеличивается, тогда как

при использовании высоких концент#

раций этого реагента подобного нарас#

тания цветности не наблюдается.

В условиях реально действующего

сахарного завода применяют лишь

наиболее дешевые и реакционно#спо#

собные вещества, поэтому в производ#

стве использовали в основном пере#

кись водорода, надуксусную кислоту и

озон [4]. Причем озон – наиболее пер#

спективный реагент, так как обладает

следующими преимуществами: высо#

кий окислительный потенциал; воз#

можность получения на месте потреб#

ления, в связи с чем не требуется под#

возки никаких реагентов, различных

сырьевых источников и т. д.; простота

и доступность получения; безотход#

ность производства и отсутствие акку#

мулирующихся вредных веществ; эко#

номическая целесообразность приме#

нения; экологическая совместимость с

окружающей средой.

С целью изучения механизмов про#

текания химических реакций при не#

посредственном контакте оксиданта с

поликомпонентной системой сока в эк#

спериментальных условиях проводили

насыщение окислителем диффузион#

ного сока.

По предлагаемой схеме диффузион#

ный сок предварительно обрабатыва#

ли окислителем, затем очищали по

классической схеме. При этом в про#

цессе очистки определяли следующие

показатели: скорость отстаивания, ко#

эффициент фильтрации сока первой

сатурации, цветность, чистота, массо#

вая доля солей кальция и редуцирую#

щих веществ в очищенном соке, тер#

моустойчивость.

Вступая в реакцию с молекулами

красящих веществ, озон оказывает

обесцвечивающее действие на продук#

ты сахарного производства; интенси#

фицирует процессы разложения при#

сутствующих в соке несахаров; умень#

шает вязкость исследуемых продуктов;

в условиях очистки диффузионного

сока его применение наиболее эффек#

тивно при температуре 80 °С.

ЛИТЕРАТУРА

Сапронов А.Р.

Технология сахар#

ного производства: Учеб. для вузов. –

М.: Колос, 1999.

Бугаенко И.Ф., Булгакова И.П.

Действие окислителей и восстановите#

лей на отдельные группы красящих ве#

ществ//Сахарная промышленность.

1971. № 4. С. 25–27.

Руденко В.Н.

Действие окислителей

на красящие вещества свеклосахарного

производства//Известия вузов. Пище#

вая технология. 2001. № 1. С. 17–19.

Moodley M., Davis S.B., Adendorff

Full scale decolourisation trials with

ozone//Int. Sugar J. 1999. 101, 1203. C.

165–171.

Влияние окислителей

на красящие вещества

в сахарной промышленности

И.В.Апасов, В.В.Агеев, Г.К.Подпоринова, В.А.Федорук

ВНИИ сахарной свеклы и сахара

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека