close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Экстракция сахарозы из свекловичной стружки электрохимически активированным экстрагентом.

код для вставкиСкачать
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 4, 2006
80
фоне нормального протекания процесса сушки в Ниро-Атомайзер-1650. Имитация загорания 300 г сухого
цельного молока представлена на рис. 3.
На основании полученных результатов сделан вывод о возможности прогнози рования по содержанию
продуктов деструкции пожар ной опасности процесса
сушки, что позволяет принять меры технологического
ха рактера, а в случае устойчивого нарастания уровня
горючих веществ – противопожарные меры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пет ро ва Л.В., Харитонов В.Д. Пожар ная безопасность
процес са сушки молочных продуктов. – Омск, 2003. – 128 с.
2. Пет ро ва Л.В. Разработка метода обнаружения ранней
стадии загорания молочного порошка в рас пылительных установках
// Юбил. сб. на уч. тр. – Омск, 2002. – С. 48–55.
Кафедра оборудования пред приятий мо лочной
промышленности
Поступила 03.08.05 г.
664.1.035.1
ЭКСТРАКЦИЯ САХАРОЗЫ ИЗ СВЕКЛОВИЧНОЙ СТРУЖКИ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫМ ЭКСТРАГЕНТОМ
В.А. ЛОСЕВА, И.В. КВИТКО
Воро нежская госу дар ственная технологическая академия
Экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки в значительной степени определяет эффективность
свеклосахарного производства, поскольку успешное
проведение процесса диффузии способствует получению высокого выхода сахара и снижению его потерь.
Способ подготовки воды для экстрагирования сахарозы также влияет на качественные и количественные
параметры работы диффузионных установок и сказывается на основных технико-экономи ческих показателях завода [1].
Кроме реализации потенциальных возможностей
традиционного способа получения диффузионного сока совершенствование процесса извлечения сахарозы
может осуществляться с помо щью новых ме тодов подготовки стружки и экстрагента, например, электроэкстрагирования [2], обра ботки воды электрокоагуляцией [3], электрохимической активации [4].
Способ электрохимической активации (ЭХА) состоит в безреагентном экологически чистом изме нении кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных свойств водных растворов – рН, окислительно-восстановительного потенциала, поверхностного
натяжения, диэлектрической проницаемости, электропроводности.
Нами прове дены исследования по применению
ЭХА водных растворов на стадии экстракции сахарозы
из свекловичной стружки. Изучено влияние pH ЭХА
экстрагента и температуры экстракции на качество
диффузионного сока. Значения рН экстрагента достигались путем электрохимической активации его в активаторе Эсперо с введением в анодную зо ну активатора соли (NH4)2SO4 в количестве 0,028% к массе воды.
Для обеззаражи вания стружки перед диффузией ее опрыскивали полученным анолитом с рН 3,5.
Введение анолита ингибирует клеточное дыха ние
свекловичной массы и подавляет активность сопутствующей микрофлоры. Эффективность этого воздейст-
вия такова, что позво ляет обходиться без операции ошпарива ния стружки и проводить экстракцию при более
низкой температуре (55–67°С).
Анолит, применяемый в качестве экстрагента, воздействует на мембрану свекловичной клетки, повышая
ее проницаемость для сахарозы и снижая для несахаров. Кроме того, обеззараживающий эффект анолита,
приготовленного на сульфате аммония, формируется
за счет окислителей на основе кислорода и озона без
участия окислов хлора, что значительно повышает
экологическую чистоту процесса.
При проведении исследований применяли ротатабельный метод планирования эксперимента, позволяющий получить наиболее точное математическое
описание процессов [5].
В качестве изменяемых парамет ров при исследовании процесса диффузии выбраны рН электрохимически активированной воды, подаваемой на диффузию, и
температура диффузионного процесса (t), а в качестве
функций отклика – чистота диффузионного сока (Ч),
содержание белка в диффузионном соке (q) и содержание пектиновых веществ (П).
В табл. 1 приведены основные характеристики плана эксперимента при исследовании процесса диффузии с использованием ЭХА воды.
Таблица 1
Условия планирования
Пре делы изменения факторов
рН экстраген та
t диффузии, °С
Основной уровень
6,00
65,0
Интервал варьи рования
2,00
10,0
Верхний уровень
8,00
75,0
Нижний уровень
Верхняя «звездная» точка
4,00
8,83
55,0
79,1
Нижняя «звездная» точка
3,17
50,9
Результаты исследований обработаны в соответствии с методикой [3]. Уравнения регрессии имеют вид
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 4, 2006
Ч = 43,27 + 0,4076 рН + 1,328t – 0,03171рН2 –
– 0,01044t2;
(1)
q = 1,037 + 0,1850рН – 0,04018t – 0,000734рНt –
– 0,01074рН2 + 0,0002702t2;
(2)
П = 0,05606 – 0,006166рН – 0,00105t –
– 0,00003238рНt + 0,000647рН2 + 0,00001318t 2. (3)
Регрессионный анализ (1–3) показывает, что при
выбранных пределах варьирования рН и t чистота диффузионного сока в большей степени зависит от темпера туры процесса диффузии, а содержание белка и пектиновых веществ в диффузионном соке – от рН экст рагента.
На рисунке приведены графические зависимости Ч,
q и П от рН ЭХА воды и t (1 – 50,9; 2 – 55,0; 3 – 65,0; 4 –
75,0; 5 – 79,1°С). При увеличении рН ЭХА воды до 6,4
Ч повышается за счет снижения содержания пектиновых веществ.
Комплекс
высокомолекулярных
соединений
(ВМС) диффузионного сока, включающий белок, имеет две оптимальные зо ны коагуляции в кислой и щелочной среде при рН 3,5–4,5 и 10,8–11,4 соответственно [1]. В кислой среде комплекс ВМС коагулирует в
изоэлектрической точке. При смещении рН в кислую
или щелочную область увеличивается степень коагуляции белка. Графические зависимо сти q от рН ЭХА
воды и t (рис. б) согласуются с данными [1]. Это свидетельствует, что электрохимическая активация воды на
диффузии не влияет на рН перехода белковых веществ
из стружки в диффузи онный сок. С увеличением t белок свекловичной ткани денатурирует и фиксируется в
клеточных стенках, что приводит к снижению его концентрации в диффузионном соке.
При повышении температуры количество пектиновых веществ, переходящих в диффузионный сок, возрастает. Это связано с гидролизом протопектина, содержащегося в свекловичной ткани. Гидролиз протопектина катализируется также Н +- и ОН–-ионами, поэтому П в кислой и щелочной средах возрастает. С увеличением температуры наряду с гидролизом протопектина происходит гидролиз некоторых соединений
свеклы, смещаю щий значение оптимального рН перехода пектиновых веществ в область более высокого [6].
81
Оптимальными параметрами процесса диффузии с
применением ЭХА воды являются такие значения рН и
t, при которых чистота диффузионного сока максимальна.
Представленные зависимости Ч от рН и t (1) имеют
вид парабол, ветви которых направлены вниз (рис. а),
при этом величины рН и t не взаимосвязаны, следовательно, для определения оптимальных параметров
диффузионного процесса необходимо выражение (1)
продифференцировать в частных производных и приравнять полученные выражения к нулю. Оптимальные
значения параметров процесса диффузии с применением ЭХА воды: рН 6,4; t 63,6°С, при этом Ч 86,82%.
С целью проверки адекватности полученных результатов проводили диффузию по разработанной схеме. Чистота диффузионного сока при указан ных рН и t
составила 86,76%, т. е. относительная погрешность между расчетным и экспериментальным значением Ч составляет 0,06%.
С целью изучения влияния ЭХА воды на показатели качества очищенного сока проводили очистку диффузионного сока до сока II сатурации. В качестве контроля использовали диффузионный сок, очищенный
по традиционной схеме. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 2.
Анализ данных показыва ет, что чистота диффузионного сока, полученного по схеме с ЭХА воды, по
сравнению с чистотой диффузионного сока, выработанного по традиционной схеме, повысилась на 1,5%
за счет снижения содержания коллоидов на 0,14% к
массе сока и пектиновых веществ на 0,00529%. Следовательно, чистота преддефекованного сока и сока II сатурации, полученных путем очистки опытных образцов, выше, чем чистота контрольных.
Отмеченный факт также связан с тем, что диффузионный сок, полученный по разработанной схеме, содержит больше растворенного белка, роль которого в
реакциях, протекающих на преддефекации, существенна [7]. С увеличением pH на преддефекации растворимость белка вначале повышается, достигая максимума, а затем снижается, и белок начинает коагулировать и выпадать в осадок. На преддефекации белки и
другие ВМС выступают стабилизатора ми веществ
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 4, 2006
82
Таб лица 2
Показатель
Вид сока
Диффузионный
85,26/86,76
Преддефекован ный
87,28/89,27
Сок II сатурации
90,45/92,94
Растворимый белок, г
0,445/0,792
0,307/0,250
0,036/0,017
Коллоиды, % к массе сока
0,414/0,274
0,249/0,194
0,152/0,137
Пектиновые вещества ⋅ 102, %
2,178/1,649
–
–
Цветность, усл. ед.
–
–
12,05/11,10
Соли кальция, % СаО
–
–
0,025/0,025
Чистота, %
Примечание: чис литель – традиционная схема, знаменатель – с ЭХА воды.
коллоидной дисперсности (ВКД), так как и адсорбируются на дисперсных частицах, и хорошо рас творяются
в соке. Адсорбция индивидуальных молекул ВМС в
большинстве случаев носит необратимый харак тер,
что обусловлено относительно большим числом контактов макромо лекулы с поверхностью. С повышением растворимости белка большее число его моле кул
будет находиться на поверхности ми целл и определять
стабилизацию системы (стабилиза ционный эффект
Бригель – Мюллера). В случае стабилизации ВКД высокомолекулярными соединениями пептизации коллоидов на основной дефекации почти не происходит,
так как они хорошо скоагулированы. Таким образом,
чистота очищенного сока, полученного по схеме с
ЭХА водой, будет выше, поскольку в диффузионном
соке, выработан ном по традиционной схеме, содержание белка в 1,8 раз меньше.
Таким образом, использование в качестве экстрагента на диффузии ЭХА воды приводит к повышению
чистоты сока II сатурации на 2,49%, снижению цветности на 0,95 усл. ед., содержания коллоидов на 0,015% к
массе сока.
По результатам проведенных исследований разработан способ получения диффузионного сока с ис-
пользо ванием ЭХА растворов на диффузии [8], который ре комендуется к практическому использованию.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сапро нов А.Р. Технология сахар ного произ водства. –
М.: Колос, 1998. – 495 с.
2. Новые спосо бы ин тенсификации технологиче ских про цессов свекло сахарного про изводства / М.П. Купчик, В.В. Манк,
А.Б. Матвиенко и др. – М.: АгроНИИ ТЭИПП, 1988. – Вып. 5. – 44 с.
3. Романюк А.Я., Липец А.А., Олей ник И.А. Очистка пи тательной воды для диффузи онных устано вок ме тодом электро коа гуляции // Сахарная пром-сть. – 1976. – № 2. – С. 11–14.
4. Сте па нова Е.Г., Кошевой Е.П. Тех нологи ческие эф фекты процес са экст рагиро вания сахара с применением ЭАЖС //
Изв. ву зов. Пи щевая техноло гия. – 1992. – № 3–4. – С. 55–57.
5. Саутин С.Н. Планирование экс перимента в химии и хи мической технологии. – Л.: Химия, 1975. – 48 с.
6. Олянская С.П., За городняя Л.И., Архипович Н.А. Исследова ние влияния основных фак торов на переход не сахаров из
свеклович ной стружки на диффузии // Сахарная пром-сть. – 1986. –
№ 5. – С. 21–5.
7. Лосева В.А. Разработ ка новых и совершенствование существующих способов очистки сахарсодержащих растворов: Авто реф. дис. … д-ра техн. наук. – М., 1998. – 52 с.
8. Пат. 2231555 РФ. Способ получе ния диффузи онного сока / В.А. Лосева, И.В. Квитко, А.А. Ефремов и др. // БИПМ. – 2004. –
№ 18.
Кафедра технологии сахаристых веществ
Поступила 28.06.05 г.
621.315.67(06)
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ ПРОДУКТА ПО ТРУБОПРОВОДУ
А.В. БАРИНОВ
Мос ковский государственный универси тет пи щевых производств
В процессе производства возникают ситуации, когда при требуемых показаниях контрольных приборов
происходит изменение технологических параметров.
Это ведет к нарушениям в технологическом процессе и
требует немедленного исправления. Но эти нарушения
не так просто обнаружить, поскольку они не диагностируемы прямыми измерениями, а приборы показывают заданные значения. Так, при перекачивании шоколада по трубопроводу из одной емкости в другую задается и контролируется давле ние подающего насоса и
температура обогревающей жидкости, использующей-
ся для контроля состояния продукта. Результирующим
же параметром является расход продукта, перекачанного по трубопроводу. При изменении вязкости продукта (например, при затруднении обогрева и, как
следствие, падения температуры обогрева на некотором участке трубопровода) изменяется расход продукта, тогда как давление и температура подаваемой для
обогрева жидкости остаются постоянными (заданными). Та ким образом, наблюдается отклонение технологического параметра расхода при требуемых зна чениях задаваемых параметров давления и температуры
обогрева. Если искать причину отклонения и исправлять ее после остановки процесса перекачивания про-
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
10
Размер файла
173 Кб
Теги
стружки, электрохимической, сахароза, активированными, свекловичного, экстрагентов, экстракции
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа