Сельское хозяйство/ 4. Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

Д.т.н. Кульнева Н. Г., аспирант Журавлев М. В.

Воронежский государственный университет инженерных технологий, Россия

Повышение эффективности экстрагирования сахарозы

из свекловичной стружки

Ключевым фактором, оказывающим влияние на эффективность извлечения сахарозы из свеклы, является подготовка сырья к процессу экстрагирования. Несахара, входящие в состав свекловичной ткани, способны переходить в диффузионный сок в процессе экстрагирования, в результате чего ухудшаются качественные показатели сока, снижается эффект очистки на диффузии.

На большинстве сахарных заводов экстрагирование осуществляют в наклонных диффузионных аппаратах. Их достоинством является возможность подогревания стружки непосредственно в аппарате. Проведение диффузионного процесса в аппаратах такой конструкции сопровождается рядом проблем: неравномерный обогрев сокостружечной смеси по длине аппарата, интенсивное развитие микроорганизмов внутри аппарата. Как следствие увеличиваются потери сахарозы на станции экстрагирования, расход пара на достижение заданной температуры, продолжительность процесса [1].

Одной из главных задач развития свеклосахарного подкомплекса России является уменьшение энергопотребления за счёт комплексной переработки сырья с использованием современных технологий. Современным решением большинства проблем, описанных выше, является предварительная подготовка свекловичной стружки перед процессом экстрагирования. Важнейшим элементом подготовки стружки следует считать обработку ее реагентами, переводящими основной компонент клеточной стенки – пектин - в нерастворимое состояние. Для этого используют сернокислый глинозем, суперфосфат, гипс или полупродукты сахарного производства.

Предлагаемая нами схема диффузионного процесса отличается от классической тем, что перед экстрагированием проводится обработка свекловичной стружки растворами с определенной концентрацией активного вещества.

Проведены исследования по обработке стружки водным раствором хлорной извести с концентрацией 0,1 % и конденсатом (рис., табл. 1, 2).

Сравнение степени прогревания свекловичной стружки с использованием: 1 – конденсата, 2 - 0,1 % раствора хлорной извести

Опытным путем установлено, что ошпаривание навески свекловичной стружки водным раствором хлорной извести массовой долей 0,1 % позволяет повысить исходную температуру стружки и поддерживать ее продолжительное время по сравнению с обработкой конденсатом.

Проведены лабораторные исследования по выбору оптимальной концентрации хлорной извести. Растворы массовой долей хлорной извести 0,05 % и 0,10 % подогревали до температуры 70 ^оС и использовали для предварительной обработки стружки, добавляя в количестве 10 % к массе стружки, выдерживали 2 мин. К образцам добавляли экстрагент при температуре 70 ^оС в количестве 90 % по массе, проводили диффузию в течение 60 мин при перемешивании. Анализ показателей полученного диффузионного сока показан в табл. 1.

Таблица 1 - Выбор оптимальной концентрации раствора хлорной извести

Показатели диффузионного сока	Типовая схема диффузии	Схема с обработкой раствором хлорной извести при концентрации, %
		0,10	0,05
Чистота, %	82,3	83,8	82,9
Массовая доля белка, %	0,56	0,39	0,44

В результате анализа диффузионного сока установлено, что лучшие показатели имеет сок, полученный из стружки, обработанной раствором хлорной извести массовой долей 0,1 %.

Таблица 2 - Качественные показатели диффузионного и очищенного сока в зависимости от способа подготовки стружки к экстрагированию

Показатели	Типовая диффузия без обработки стружки	Предварительная обработка раствором хлорной извести
Чистота диффузионного сока, %	84,4	85,2
Чистота очищенного сока, %	90,2	91,3
Цветность, усл. ед.	19,1	17,9
Массовая доля солей кальция, % СаО	0,048	0,044

По окончании процесса диффузии отбирали обессахаренную стружку и подвергали прессованию для выявления влияния способа предварительной обработки стружки на степень ее обезвоживания (табл. 3).

Таблица 3 – Способность обессахаренной стружки к обезвоживанию

Показатели обессахаренной стружки после прессования	Стружка с предварительной обработкой раствором хлорной извести	Стружка по типовому способу
Массовая доля влаги, %	74,8	78,2
Массовая доля сухих веществ, %	25,2	21,8

Установлено, что предварительная обработка свекловичной стружки раствором хлорной извести способствует более полному ее обезвоживанию.

Проведенные исследования свидетельствуют, что применение данного технологического приема позволяет удержать коллоиды и высокомолекулярные соединения в свекловичной стружке, уменьшить переход несахаров из свекловичной стружки в диффузионный сок, повысить качественные показатели соков сахарного производства, в том числе очищенного сока, уменьшить энергетические затраты на прессование и сушку жома [2].

Литература:

1. Повышение эффективности извлечения сахарозы из стружки [Текст] / В.А. Голыбин, Н.Г. Кульнева, В.А. Федорук, Н.И. Бородина // Материалы международной научно-технической конференции «Адаптация технологических процессов к пищевым машинным технологиям»: В 3 ч. Ч.1: Воронеж.гос.технол ун-т инж.технол. – Воронеж, 2012. – С.136-138.

2. Выбор оптимальных параметров предварительной обработки свекловичной стружки перед экстрагированием [Текст] / Н.Г. Кульнева, М.В. Журавлев, А.И. Шматова, И.С. Воронина // Новое в технике и технологии функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений [Текст] : Матер. III Междунар. науч.-техн.конф. / Воронеж.гос.ун-т инж. технол. – Воронеж: ВГУИТ, 2013. – С. 340-342.