исследовательский проект "Повышение эффективности извлечения сахарозы из свекловичной стружки за счет ее обработки реагентами"

ОБЛАСТНЫЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ЧТЕНИЯ

«ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО: ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ»

________________________________________________

Направление: исследовательский проект

Наименование работы: Повышение эффективности извлечения сахарозы из свекловичной стружки за счет ее обработки реагентами

Автор: Добротворская Софья Алексеевна,

студентка группы 2ТА

                                                  ТОГБПОУ «Жердевский колледж сахарной промышленности»

2022 год

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

В современных сложных внешнеполитических условиях, когда рядом стран введены в отношении Российской Федерации различные политические, финансовые и экономические санкции актуальным является усиление продовольственной безопасности страны. Необходимо пересмотреть подходы к управлению отечественным агропромышленным комплексом с его переориентацией на замещение импортных товаров, прежде всего продуктов питания, сырья для перерабатывающих и пищевых предприятий, семян для сельскохозяйственных производителей, отечественными аналогами. Однако в большинстве случаев сделать это не так просто и в тоже время необходимо с позиции обеспечения продовольственной безопасности.

Таким образом, в сложившихся условиях необходима разработка комплексной программы развития свеклосахарного подкомплекса страны, которая должна предусматривать полное замещение импорта сахара-песка и сахара-сырца продукцией собственного свеклосахарного производства, а это требует в первую очередь, технического перевооружения действующих предприятий и внедрения прогрессивных технологий переработки сахарной свеклы.

Актуальность проекта. Одной их важнейших технологических операций сахарного производства является экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки. От того, насколько эффективно осуществляется протекание технологических процессов на данном этапе сахарного производства, зависит бесперебойная работа всех последующих технологических станций, а также качество и выход готовой продукции. Поэтому одной из важнейших технологических задач при производстве сахара-песка является поддержание максимальной эффективности работы данного технологического участка, а также своевременное выявление и устранение проблем, возникающих в процессе экстрагирования сахарозы. Одним из направлений решения этой задачи является   совершенствование процесса экстрагирования сахарозы. От эффективности проведения процесса экстрагирования в значительной степени зависит степень извлечения сахарозы из свекловичной стружки, технологическое качество диффузионного сока, расход извести на его очистку и выход сахара в целом.  

Вопросами развития теории и совершенствования диффузионного процесса занимались П.М. Силин, А.Р. Сапронов, М.И. Даишев, И.Ф. Бугаенко, Л.Д. Бобровник, Ю.И. Молотилин, A.A. Славянский, В.А. Голыбин, В.А. Лосева, В.В. Спичак и многие другие ученые.

Цель и задачи проекта.

Основной целью проекта являлось проведение исследований по предварительной обработке свекловичной стружки реагентами перед экстрагированием.

Задачи проекта. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решались следующие основные задачи:

-изучение теоретических и технологических аспектов извлечения сахарозы;

- сравнительный анализ различных способов извлечения сахарозы из свекловичной стружки;

- обоснование эффективности способа извлечения сахарозы из свекловичной стружки путем ее предварительной обработки реагентами.

Гипотеза исследовательского проекта. Обработка свекловичной стружки перед экстрагированием растворами реагентов улучшает качественные показателей соков в производстве, что способствует улучшению качества и увеличению выхода готовой продукции–сахара-песка.

Данный проект носит характер теоретического и практического исследования. Исследования проводились в лаборатории ООО «Русагро-Тамбов» -филиал «Жердевский» и учебной лаборатории ТОГБПОУ «Жердевский колледж сахарной промышленности»

Практическая значимость проекта. Результаты исследования могут быть использованы для улучшения работы свеклоперерабатывающего отделения свеклосахарного завода и позволят повысить качество и выход белого сахара, тем самым обеспечить высокие технико-экономические показатели работы заводов.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Процесс экстрагирования (извлечения) сахара из стружки является одним из важнейших в технологии сахара, так как от него зависят потери в жоме, качество получаемого сока, а в конечном итоге - выход, качество готовой продукции и эффективность работы завода.

Извлечение сахара из стружки происходит за счет процесса диффузии, представляющего собой самопроизвольное выравнивание концентрации веществ на границе раздела двух фаз за счет теплового движения молекул [1].

Для эффективного проведения процесса экстрагирования сахара из стружки важно знать закономерности этого процесса. Извлечение сахара из свекловичной стружки проводится путем его экстрагирования водой. В клетках ткани сахар находится в растворенном состоянии (в клеточном соке). Все содержимое клетки, ограниченное клеточной стенкой, называется протопластом, который состоит из цитоплазматической мембраны и «живого вещества клетки» - цитоплазмы, или протоплазмы, внутри которой находятся вакуоли, содержащие клеточный сок. Этот сок окружен в клетке рядом различных по своей природе мембран, имеющих различный размер пор и обладающих различной проницаемостью для веществ, содержащихся в клеточном соке. Основными мембранами клетки, влияющими на ее проницаемость, являются внешняя оболочка, представляющая собой мембрану из целлюлозы, прилегающая к ней липопротеидная мембрана и следующая затем, состоящая из белков, протоплазма, окружающая вакуоли (рисунок 1).

Рисунок 1 - Строение клетки: а - клетка перед плазмолизом (протоплазма прикреплена к стенкам клетки); б- клетка после плазмолиза (протоплазма отошла от стенок клетки);1 - клеточная оболочка; 2 - клеточное ядро; 3 - зернистая цитоплазма; 4 - вакуоль

Из этих мембран наименьший размер пор имеет протоплазма. Размер пор последней меньше размера молекул сахарозы, поэтому пока клетка находится в нативном (т. е. не подвергнута изменениям) состоянии переход сахарозы в экстрагент практически невозможен.

Только после разрушения протоплазмы клеток сахароза и другие растворимые вещества могут переходить в экстрагирующую жидкость, так как остальные мембраны имеют больший размер пор, чем протоплазма. Процесс разрушения протоплазмы клетки и отделение ее от внешней оболочки носит название плазмолиза. Его можно проводить с помощью механического, теплового, химического или электрического воздействия. При экстрагировании сахара в настоящее время плазмолиз проводится путем тепловой обработки стружки, при которой уже при температуре выше 60°С происходит денатурация белка и разрушение протоплазмы, т. е. плазмолиз. После разрушения протоплазмы основным препятствием на пути переноса веществ в растительной клетке остается оболочка клетки, состоящая главным образом из клетчатки, которая термоустойчива и при термообработке стружки не разрушается.

 При экстрагировании сахара из стружки в сок переходит большая часть сахарозы и растворимых несахаров клеточного сока.

При этом степень экстрагирования сахарозы из свеклы составляет около 98%, несахаров — несколько ниже. Данные о степени экстрагирования отдельных несахаров приведены в таблице 1.

Таблица 1- Степень экстрагирования несахаров

Различная величина степени экстрагирования отдельных компонентов сахарной свеклы влияет на состав диффузионного сока.

Содержание в диффузионном соке несахаров зависит от качества перерабатываемой свеклы и параметров проведения процесса экстрагирования сахара.

Следует иметь в виду, что параметры процесса экстрагирования оказывают существенное влияние, в первую очередь, на содержание растворимых пектиновых веществ, образующихся в результате гидролиза протопектина.

Новейшими исследованиями установлено, что в диффузионный сок переходит 80-90 % К+, Nа+ и   аминного азота. Количество этих несахаров в технологическом процессе не изменяется. На этом и базируется применяемый за рубежом метод оценки технологического качества сахарной свеклы.

Ориентировочно можно считать, что из общего количества органических кислот (0,18-0,55), содержащихся в диффузионном соке, на долю лимонной кислоты приходится 30%, молочной — 20%, щавелевой — 15%, яблочной — 10% и на долю остальных, таких как гликолевая, муравьиная, винная и аконитовая — 10%.

Примерный средний состав основных групп несахаров диффузионного сока, оказывающих влияние на протекание технологических процессов, выход и качество готовой продукции, приведен ниже:

     Катионы (К+, Na+, Mg++, Ca++)                     0,19-0,52%

    Органические кислоты                                 0,18-0,55%

    Неорганические кислоты                             0,07-0,15%

    Азотистые соединения                                  0,22-0,47%

    ВМС                                                              0,10-0,60%

    Глюкоза, фруктоза, раффиноза, галактоза  0,16-0,19%

Приведенные выше данные свидетельствуют о значительном колебании отдельных групп сахаров, которое зависит не только от качества перерабатываемой свеклы, но в значительной степени от условий проведения процесса извлечения сахара из стружки.

Выбор рациональных параметров экстрагирования сахара и поддерживание их позволяет значительно уменьшить переход несахаров в диффузионный сок и за счет этого улучшить его качество [2], что весьма важно для повышения технико-экономических показателей работы завода. Поэтому повышение качества диффузионного сока — одно из важнейших реальных направлений повышения эффективности свеклосахарного производства.

По современным представлениям, процесс экстрагирования сахара из свеклы включает две важнейших стадии: перенос (диффузию) сахара изнутри стружки к ее поверхности по законам молекулярной диффузии и затем от поверхности стружки к экстрагенту.

Диффузию сахара в свекловичной ткани обычно рассматривают как перенос вещества из одной части системы в другую за счет теплового движения молекул. Молекулярная диффузия описывается законом Фика

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.

Массообмен жидкости у поверхности твердого тела - довольно сложный процесс, зависящий от многих факторов: формы и размера частиц, свойств жидкости, скорости движения жидкости, температуры и т. д.

При извлечении сахара из стружки из двух рассмотренных стадий преобладающей является молекулярная диффузия. Однако последняя возможна только после предварительной (тепловой, химической, электрической и т. д.) обработки стружки. Такая обработка необходима потому, что сахар, находящийся в растворенном состоянии в клетке, не может переходить в экстрагент, окружающий ее, так как протоплазма малопроницаема для сахарозы. Поэтому для того чтобы сахароза начала переходить в раствор необходима денатурация протоплазмы.

По закону Фика, основными факторами, влияющими на потери сахара в жоме, являются:

• откачка (отбор сока);

• качество стружки;

• температура;

 • продолжительность процесса обессахаривания.

 Качественную оценку влияния этих факторов на потери сахара в жоме можно провести на основании уравнения, а количественную - на основании обобщенного уравнения П. М. Силина:

у = АD l т,  (1)

 где у - обобщенный фактор, учитывающий влияние основных параметров на процесс извлечения сахара из стружки;

l - длина 100 г стружки;

D- коэффициент диффузии;

т - продолжительность диффузии;

А - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности диффузионного аппарата.

Откачка (отбор сока). При увеличении откачки извлечение сахара из стружки будет полнее; так это приводит, как следует из уравнения, к увеличению разницы С - с и соответственно большему количеству экстрагированного сахара из стружки, и уменьшению его содержания в обессахаренной стружке.

Зависимость потерь сахара в жоме от откачки имеет практически линейный характер. Считается, что изменение величины отбора сока на 1 % приводит к увеличению или уменьшению потерь сахара в жоме на 0,015-0,02% к массе свеклы. Однако увеличение откачки связано с последующим выпариванием воды на выпарной установке и дополнительными затратами тепла. Именно этим фактором и лимитирована величина откачки, которая на отечественных заводах принята равной 120-125 %. На зарубежных же заводах величина откачки составляет 110-115%. Величина откачки сока, необходимая для достижения требуемой степени обессахаривания стружки, зависит от качества стружки, температуры и длительности процесса экстракции и, в меньшей степени, от сахаристости стружки.

При рекомендуемых значениях отбора сока потери сахара на диффузии должны быть не выше 0,2% к кассе свеклы.

 Хорошего обессахаривания жома можно достичь и при откачке сока меньше рекомендуемой величины за счет увеличения времени процесса экстрагирования или при глубоком прессовании жома.

 Снижение величины отбора сока за счет увеличения продолжительности процесса экстрагирования возможно при наличии на заводе диффузионной установки с производительностью, превышающей производительность завода.

Качество стружки. На процесс диффузии, как следует из уравнения, оказывает влияние и качество стружки, в первую очередь, ее толщина, соответственно - длина ее 100  г. Чем тоньше стружка, т. е. чем больше длина ее 100 г, тем лучше обессахаривание. Величина длины 100 г стружки и максимальное содержание брака для отдельных типов диффузионных аппаратов приведены в таблице 2.

Содержание мезги и брака, %, не более -3,0; брак — это стружка короче одного сантиметра, тонкая, прозрачная, гребешки.

 Шведский фактор - это отношение массы стружки длиной более 5 сантиметров к массе стружке длиной менее одного сантиметра ( не менее 8 ед).

При переработке здоровой свеклы следует работать со стружкой, длина которой соответствует верхнему рекомендуемому пределу с тем, чтобы максимально использовать преимущества тонкой стружки.

Следует иметь в виду, что если стружка содержит мало мезги, то на диффузионных аппаратах ложно работать с более длинной стружкой без ухудшения ее транспортировки. Дело в том, что образование пробок в диффузионных аппаратах и ухудшение движения сока связано главным образок с повышенным содержанием в стружке мезги.

При ухудшении качества перерабатываемой свеклы (подмороженной, подпорченной) работают с более толстой стружкой, чтобы избежать забивания сит. Для снижения содержания сахара в жоме в таких случаях следует увеличить отбор сока[6].

Температура. С повышением температуры возрастает величина коэффициента диффузии и соответственно, как это следует из уравнения, количество перешедшего сахара в сок, что приводит к снижению содержания сахара в жоме. Однако повышение температуры процесса экстрагирования сахара связано с гидролизом протопектина и увеличением растворимых пектиновых веществ.

Рекомендуемая средняя температура для диффузионных аппаратов при переработке свеклы нормального качества 70-72 °С. Более высокая температура может принести к развариванию стружки, а это, в свою очередь, - к забиванию сит и ухудшению движения сока в диффузионном аппарате.

Качество диффузионного сока оказывает решающее значение на протекание основных технологических процессов (очистка, выпаривание, кристаллизация, выход и качество готовой продукции). Поэтому качеству получаемого диффузионного сока должно уделяться особо важное внимание. К сожалению, этому вопросу на заводах не всегда уделяется должное внимание, что в конечном итоге отрицательно сказывается на результатах работы завода.

Качество получаемого диффузионного сока зависит от многих факторов, важнейшим из которых является:

• качество перерабатываемой свеклы;

• наличие зеленой массы;

• качество стружки;

• технологические параметры получения сока (температура, длительность, качество используемой питательной воды);

• инфицированность диффузионного аппарата микроорганизмами;

• возврат жомопрессовой питательной воды;

• содержание мезги;

• наличие зеленой массы.

Качество перерабатываемой свеклы - важнейший фактор, обуславливающий качество получаемого диффузионного сока. Состав сахарной свеклы под влиянием климатических условий и при несоблюдении агротехники значительно изменяется. Так, свекла, выращенная в засушливые годы, при внесении повышенного количества азотных удобрений содержит высокое количество органических несахаров, и первую очередь  - аминного азота. Органические несахара значительно снижают чистоту диффузионного сока. При переработке такой свеклы характерна более низкая частота диффузионного сока, сиропа, утфелей, оттеков и мелассы.

 Для свеклы же, выращенной в дождливые годы, обычно характерно высокое содержание растворимой золы. Более высокое содержание золы в свекле обусловлено и такими факторами, как внесение больших доз минеральных удобрений, особенно в весенний период, низкая густота насаждений и так далее. Полученный при переработке такой свеклы диффузионный сок, сироп и утфеля имеют также пониженные значения чистоты.

 При переработке подпорченной свеклы (подмороженной, загнившей при хранении и т. д.) качество диффузионного сока ухудшается. Для такой свеклы характерно высокое содержание редуцирующих веществ и повышенное содержание ВМС (декстрана, пектиновых веществ), которые при экстракции переходят в сок. Эти несахара не только ухудшают качество диффузионного сока, но и затрудняют процесс отделения фильтрационного осадка, т. е. фильтрацию. При переработке такой свеклы обессахаривание стружки следует проводить при пониженной температуре, поддерживая ее равной приблизительно 65 °С в средней части диффузионного аппарата. Продолжительность обессахаривания при переработке подпорченной свеклы должна быть минимальной. Для обеспечения хорошей транспортируемости стружки следует работать с более толстой стружкой [7].

 Наличие зеленой массы в перерабатываемой свекле ухудшает качество диффузионного сока. Можно считать, что увеличение содержание зеленой массы в свекле на 1,0% приводит к снижению чистоты диффузионного сока на 1 %. Качество стружки оказывает влияние не только на протекание процесса обессахаривания стружки, содержание сахара в жоме, но и качество диффузионного сока. Последнее связано, в первую очередь, с количеством вскрытых клеток. А оно тем больше, чем больше поверхность стружки, которая зависит от длины 100 г стружки, и чем выше содержание мезги. Так, например, известно, что стружка с длиной 100 г 14 м имеет поверхность примерно на 50% больше, чем стружка длиной 6 м.

В соответствии с этим чистота получаемого диффузионного сока при прочих равных условиях зависит от длины 100 г стружки и количества мезги.

 С увеличением длины 100 г стружки примерно до 9 м чистота сока возрастает, а затем несколько уменьшается. С увеличением количества мезги в стружке чистота диффузионного сока снижается. Чистота диффузионного сока, полученного из пластинчатой и ромбовидной стружки, несколько выше, чем из желобчатой.

Снижение чистоты диффузионного сока, связанное с вскрытием (разрушением) большого числа клеток при изрезывании свеклы обусловлено главным образом переходом в сок ВМС, что ухудшает его качество.

Увеличение величины чистоты диффузионного сока является очень важным с точки зрения повышения качества сиропа, в первую очередь, за счет более высокой его чистоты. Это связано с тем, что чем выше чистота диффузионного сока, тем больше величина эффекта очистки и соответственно выше чистота сиропа [3].  

Статистические данные показывают, что при очистке диффузионного сока с чистотой до величины 88 % величина чистоты сиропа возрастает на 3 единицы, а при величине более 88 % она увеличивается на 3,5 единицы. Увеличив величину чистоты диффузионного сока на указанные выше значения, получим величину чистоты сиропа. Знание величины чистоты сиропа позволяет определить количество несахаров, остающихся в сиропе после известково-углекислотной очистки и переходящих в мелассу, величину их мелассообразовательного коэффициента и затем рассчитать потери сахара в мелассе при изменении чистоты диффузионного сока на единицу.

Данные о потерях сахара в мелассе при переработке диффузионного сока с различными значениями чистоты представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Потери сахара в мелассе в зависимости от чистоты диффузионного сока и величины эффекта известково-углекислотной очистки

Показателем, позволяющим судить, насколько правильно проводится процесс извлечения сахара из стружки, может служить величина эффекта очистки на диффузии. Она характеризует влияние технологических параметров процесса извлечения сахара из стружки на переход в диффузионный сок несахаров и тем самым - на его качество[8].

Уменьшение величины эффекта очистки на диффузии, независимо от сахаристости свеклы, снижает чистоту получаемого диффузионного сока.

При этом, чем меньше величина эффекта очистки на диффузии, тем ниже чистота диффузионного сока, ниже величина эффекта очистки на дефекосатурации соответственно выше содержание сахара в мелассе. Результаты исследований приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Влияние эффекта очистки сока на некоторые показатели (чистота клеточного сока 85,5 %)

Из этих данных следует, что при увеличении эффекта очистки на диффузии на 1,0%, величина чистоты диффузионного сока возрастает на 0,1%.

При хорошей работе диффузионной установки величина эффекта очистки обычно составляет примерно 16 %.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в лаборатории ООО «Русагро-Тамбов» -филиал «Жердевский» и учебной лаборатории ТОГБПОУ «Жердевский колледж сахарной промышленности». Анализировали пробы диффузионного сока, преддефекованного сока и соков I и II сатурации , полученные без предварительной обработки стружки растворами реагентов и после обработки. В качестве реагентов использовали растворы сульфата алюминия и хлорной извести. В анализируемых пробах определяли следующие качественные показатели:

• чистоту диффузионного сока, %
• массовую долю белков в диффузионном соке, г/100г сухих веществ
• скорость отстаивания преддефекованного сока, см/мин
• скорость отстаивания сока 1 сатурации ,см/мин
• объем осадка сока 1сатурации,%
• чистоту сока II сатурации,%
• цветность сока II сатурации, ед.опт плотности
• массовую долю солей кальция  в соке II сатурации,% СаО

Определяли вышеперечисленные показатели по общепринятым методикам:

Чистоту рассчитывали по формуле:

Ч= Сх*100/СВ,

 где СВ-массовая доля сухих веществ, определяется рефрактометрическим методом;

СХ-массовая доля сахарозы, определяется поляриметрическим методом.

Цветность  определяли фотометрическим методом.

Массовую долю солей кальция определяли путем титрования Трилоном Б.

Скорость отстаивания S (см/мин) сока I сатурации рассчитывали по формуле:

S = h / τ ,

где h – понижение слоя осадка, см;

τ – продолжительность отстаивания.

Объем осадка (в %) рассчитывали по формуле:

V = h / Н · 100 ,

где h – высота слоя (в см ) осадка через 25 мин;

Н – полная высота столба сока в цилиндре, см.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

Обработку стружки реагентами осуществляли по следующей схеме (рисунок 2).

Рисунок 2- Схема способа извлечения сахарозы из стружки с ее предварительной обработкой сульфатом алюминия и хлорной известью

Растворы реагентов в количестве 10 % к массе стружки нагревали до температуры 70°С и проводили ошпаривание свекловичной стружки нагретым раствором в течение 1 мин.

В качестве экстрагента использовали аммиачную воду, которую затем добавляли в количестве 90 % при температуре 70оС. Диффузию проводили при температуре 70 °С в течение 60 мин [4,5]. После экстрагирования из сокостружечной смеси отделяли диффузионный сок, термостатировали его при температуре 20оС, осуществляли анализ показателей полученного сока (рис.3,4,5).

 Рисунок 3 - Сравнение чистоты диффузионного сока, %,  

полученного различными способами

Рисунок 4 - Сравнение массовой доли белков, г/100г СВ

 в   диффузионном соке, полученном различными способами

Рисунок 5 - Сравнение скорости отстаивания преддефекованного сока

 и сока I сатурации, см/мин, полученных различными способами

В результате анализа установлено, что наилучший результат достигается при обработке стружки сульфатом алюминия: чистота диффузионного сока повышается на  1. 4 % по сравнению с типовой схемой, массовая доля белков в диффузионном соке снижается на 0,31 г/100г сухих веществ. Повышается скорость отстаивания преддефекованного сока на 0,35 см/мин и сока 1 сатурации 1,5 см/мин.

Далее проводили преддефекацию диффузионного сока при температуре 55-60 оС продолжительностью 15 мин с добавлением суспензии сока I сатурации и известкового молока до рН сока 11,0-11,6, затем тепло-горячую основную дефекацию добавлением известкового молока до рН 12,0-12,2 и обрабатывали диоксидом углерода (I сатурация) при температуре 90 °С до рН 11,0-11,2,отделяли осадок. Процесс II сатурации проводили при температуре 95 °С с доведением рН сока до 9,0-9,2 (таблица 4, рис. 6,7).

Таблица 4 - Показатели сока II сатурации при различных способах подготовки стружки к экстрагированию

Рисунок  6 - Сравнение показателей качества сока II  сатурации, полученного различными способами

Рисунок 7 - Сравнение содержания солей кальция в соке II  сатурации, % СаО, полученном различными способами

В результате анализа показателей сока II сатурации при различных способах подготовки стружки к экстрагированию установлено, что наилучший результат также достигается при обработке стружки сульфатом алюминия: чистота сока II сатурации повышается на 1,5%; цветность снижается на 1,2 усл.ед; массовая доля солей кальция  снижается на 0,005% СаО.

Для выбора рациональной концентрации предлагаемых реагентов их растворы с различной концентрацией при температуре 70 оС использовали для предварительной обработки стружки, добавляя в количестве 10 % к массе стружки, выдерживали 1 мин. Далее к пробам добавляли экстрагент при температуре 70 оС в количестве 90 % по массе, проводили диффузию в течение 60 мин при перемешивании (таблицы 5, 6).

В результате анализа установлено, что самые высокие показатели имеет сок, полученный из стружки, обработанной раствором сульфата алюминия с концентрацией 0,05 %, или раствором хлорной извести концентрацией 0,10%.

Таблица 5- Выбор оптимальной концентрации сульфата алюминия

Таблица 6 - Выбор оптимальной концентрации хлорной извести

Проведены исследования по сравнению эффективности обработки свекловичной стружки растворами различных солей перед экстрагированием. Использовали растворы сульфата алюминия концентрацией 0,05 % и хлорной извести концентрацией 0,10 % (таблица 7).

Таблица 7 - Сравнительная оценка способов подготовка стружки к экстрагированию

В результате проведенного исследования установлено, что обработка стружки раствором сульфата алюминия с концентрацией 0,05 %, позволяет достичь лучших показателей по сравнению с раствором хлорной извести с концентрацией 0,10 %.

ВЫВОДЫ

В ходе выполнения данной работы были проведены исследования по предварительной обработке свекловичной стружки реагентами перед экстрагированием.

 Для этого были изучены теоретические и технологические аспекты извлечения сахарозы; проведен сравнительный анализ различных способов извлечения сахарозы из свекловичной стружки.

В результате исследования выявлено, что способ извлечения сахарозы из свекловичной стружки путем ее предварительной обработки реагентами более эффективен по сравнению с известным (диффузионным).

Установлено, что наилучшим реагентом для обработки свекловичной стружки является раствор сульфата алюминия в концентрации 0,05 %.

В результате его применения улучшаются качественные показатели соков: чистота диффузионного сока возрастает на 1,4%, снижается переход белков в диффузионный сок, повышается скорость отстаивания преддефекованного сока и сока I сатурации. Также улучшаются качественные показатели сока II сатурации: цветность очищенного сока снижается на 15,1 %, содержание солей кальция на 31,3 % в сравнении с типовым способом; чистота очищенного сока повышается на 1,2 %, что соответствует увеличению выхода сахара-песка на 0,3% и улучшению его качества.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследований могут быть использованы в работе свеклоперерабатывающих отделений сахарных заводов с целью повышения выхода и качества готовой продукции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сидоренко Ю.И. Рациональные способы получения и очистки диффузионного сока / Ю.И. Сидоренко, Ю.И. Молотилин, В.О. Городецкий // Сахар. – 2021.- №7.-С.46-53.
2. Решетова, P.C. Подготовка свекловичной стружки к экстракции сахарозы Текст. / P.C. Решетова, О.Ю. Кондратова // Сахар. 2021.-№ 3. - С. 28-30.
3. Кульнева Н.Г., Журавлев М.В., Шматова А.И., Воронина И.С. Выбор оптимальных параметров предварительной обработки свекловичной стружки перед экстрагированием //Новое в технике и технологии функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений: Материалы III Международной научно-технической конференции. Воронеж: ВГУИТ, 2022.- С. 340-342.
4. Кульнева Н.Г., Журавлев М.В., Авилова Е.В., Воронина И.С. Разработка способа обработки свекловичной стружки перед экстрагированием // Российская наука глазами молодых исследователей: опыт и инновации: Материалы Всероссийской студенческой научно-практической конференции. Мичуринск, 2019. С.134 -138.
5. Журавлев М.В. Энергосберегающая технология извлечения сахарозы из свеклы в сахарном производстве // Фундаментальные исследования. 2019. № 11. С.1582-1587.
6. Семенихин, С.О. Способ повышения чистоты диффузионного сока свеклосахарного производства [Текст] / С.О. Семенихин, В.О. Городецкий // Матер. 8–й межд. конф. мол. уч. и спец. отделения сельскохозяйственных наук Российской академии наук. – Видное, Московская обл. – 2019. – С.235-238.
7. Рыжков, Д.В. Пути интенсификации диффузионного процесса Текст. / Д.В. Рыжков, P.C. Решетова // Известия вузов. Пищевая технология. -2021. -№2-3. -С. 45-46.
8. Технология сахара: учебник/А.А.Сапронов, Л.А.Сапронова, С.В. Ермолаев.-СПб.: ИД «Профессия», 2020.-296 с.