Дефекация
- 1 year ago
- 0
- 0
Дефека́ция са́харного со́ка (от лат. defaecatio — «очищение») — процедура, применяемая при производстве сахара , для очистки свекловичного или тростникового сока от различных примесей посредством негашёной извести .
Одной из основных стадий производства сахара является очистка сырого свекловичного или тростникового сока от различных примесей, которые препятствуют дальнейшей концентрации и кристаллизации сахарозы , что необходимо для получения белого сахара. Для этой цели среди различных реагентов в сахарной промышленности применяется пять: CaO (негашёная известь), SO₂ ( сернистый ангидрид ), P₂O₅ ( фосфорный ангидрид ), CO₂ ( углекислый газ ) и MgO ( жжёная магнезия ). Процедуру очистки принято называть «дефекацией» только в случае использования негашёной извести, которая используется в подавляющем большинстве случаев .
В процессе дефекации подогретый сахарный сок перемешивается с известью, которая посредством множественных эффектов часть нежелательных примесей разрушает химически, другую часть химически связывает в слаборастворимые осадки и, наконец, основную массу нежелательных примесей физически связывает внутри плохорастворимых осадков других соединений. Из полученной в результате массы затем легко выпаривают раствор собственно сахарозы , которую затем концентрируют и кристаллизуют, а накопленный осадок — дефекационную грязь — утилизируют .
Химический эффект дефекации в чистом виде незначителен и позволяет избавиться лишь от 1—2% примесей. В результате химических реакций происходит разложение многих органических кислот , включая щавелевую , винную и другие, а также коагуляция альбуминов . Кроме этого происходит частичное разрушение пектиновых веществ , а многие пигменты связываются в нерастворимые осадки .
Нежелательным химическим эффектом дефекации является образование некоторого количества . Последствия этого эффекта преодолеваются на следующей стадии обработки сока, , когда посредством обработки углекислым газом кальций связывается в карбонат кальция и выпадает в осадок, который удаляется: Ca(C₁₂H₂₁О₁₁)₂ + CO₂ + H₂O = CaCO₃ + 2C₁₂H₂₂O₁₁
Ключевой эффект дефекации связан с физическими процессами, которые происходят в смеси сахарного сока и извести. Химическая коагуляция белков , находящихся в сахарном соке, приводит к образованию твердых хлопьеобразных осадков, а они в свою очередь физически осаждают молекулы других примесей, которые не вступают в химическое взаимодействие с негашёной известью, позволяя таким образом отфильтровать основную массу примесей из сахарного сока .
Дефекацию как свекловичных, так и тростниковых соков выгодно проводить в два этапа. На первом этапе концентрация извести поддерживается на уровне 0,2—0,3%, т.к. слишком большая концентрация в сыром соке приводит к излишне быстрой коагуляции коллоидных веществ и образованию трудно отделимых осадков. На этом этапе обычно ставится задача поддержания кислотности сока на оптимальном уровне для данного сырья конкретного предприятия. Для тростниковых соков этот показатель часто составляет 6,3 pH . В зависимости от типа используемых дефекаторов нужный уровень кислотности поддерживают варьируя количеством добавляемой извести, температурой сока и длительностью дефекации. Например, повышение температуры сока увеличивает растворимость извести и позволяет уменьшить её расход .
На втором этапе после образования первичных осадков концентрацию извести увеличивают в 10 раз до 2—3%. При этом образуется избыток извести в растворе и происходят химические и физические очистительные процессы, которые не смогли пройти при меньшей концентрации извести, и процедура дефекации завершается .
Например, для тростниковых соков оптимальной считается такая последовательность действий, которая, однако, не может быть реализована на каждом предприятии в связи с уже установленным оборудованием и особенностями местного сырья .