Wpływ oczyszczania soków z oddzieleniem osadu po defekacji wstępnej na wybraneparametrysokurzadkiego

Transkrypt

1 Wpływ oczyszczania soków z oddzieleniem osadu po defekacji wstępnej na wybraneparametrysokurzadkiego Effect of juice purification with sediment separation after preliming to chosen parameters of thin juice Weronika Konka-Kozioł Instytut Przemysłu Skórzanego, Zakład Biotechnologii i Ochrony Środowiska, ul. Zgierska 73, Łódź, w.konka-koziol@ips.lodz.pl Streszczenie W artykule opisano badania nad wpływem oczyszczania soków surowych metodą z zastosowaniem osadu po defekacji wstępnej na parametry soku rzadkiego: czystość, szybkość sedymentacji, zawartość soli wapniowych oraz zabarwienie. Na podstawie badań określono zalety stosowania metody w porównaniu z klasyczną metodą oczyszczania jako optymalnego wariantutechnologicznego. Wariant ten umożliwia otrzymanie soku o wysokiej czystości i szybkości sedymentacji oraz zmniejszenie zużycia wapna, obniżeniu zawartości soli wapniowych oraz obniżeniu zabarwienia oczyszczonego soku. Abstract The article describes research of juice purification effects by method using sediment after preliming to parameters of thin juice: purity, settling rate, lime salts and color. Research presents the advantages of the method compared to the classical method of purification. This method allows to obtain the thin juice of high purity and settling rate, reduce lime salts and color. Słowa kluczowe: oczyszczanie soku, sok rzadki, czystość, zabarwienie, szybkość sedymentacji. Key words:juice purification, thin juice, purity, color, settling rate. Wstęp W dążeniu do ulepszenia technologii przerobu buraków cukrowych na cukier występuje wiele możliwości. Większość z nich skupia się wokół oczyszczania soku surowego [4, 6]. Do głównych zadań tego procesu należy maksymalne usunięcie niecukrów utrudniających krystalizację sacharozy i obniżającą jakość cukru białego oraz otrzymanie osadów o dobrych właściwościach sedymentacyjnych i filtracyjnych [3]. Celem pracy autorki było zbadanie wpływu zastosowania metody oczyszczania z oddzieleniem osadu po defekacji wstępnej na jakość soku rzadkiego. Oczyszczanie soku z oddzieleniem osadu po defekacji wstępnej Metoda ta polega na oddzieleniu osadów koloidowych po defekacji wstępnej, której schemat przedstawiono na rysunku Jest on poprzedzony starannym myciem i oczyszczaniem buraków oraz ich dezynfekcją. W procesie ekstrakcji optymalne ph i temperatura zapewni otrzymanie soku surowego o czystości o jedną jednostkę wyższą w porównaniu do tradycyjnego sposobu ekstrakcji. Warunki te zapewniają inaktywację enzymów egzoi endogennych w ekstraktorze, co umożliwia przyrost wydajności cukru z buraków [4,5]. Sok surowy o ph 6 kierowany jest do sensybilizatora, gdzie następuje skokowy przyrost ph do koło 9, przed dodanie gęstwy II aktywowanej mlekiem wapiennym w ilości 0,05 0,10% nb. Tak nawapniony sok trafia defekatora wstępnego, dekantatora i saturatora II aż do stacji filtrów zagęszczających osady koloidowe. Różnice między zastosowaną a klasyczna metodą polegają na: zastosowaniu koagulantów i flokulantów kationitowych do wstępnego nawapniania, pominięciu etapu defekacji głównej, saturacji I oraz filtracji I, zmniejszeniu zużycia wapna z 1,5% nb. do około 0,2-0,25% nb [5,4]. 61

2 sok surowy ph ok. 6 sok rzadki Rysunek Schemat technologiczny metody oddzielania osadów koloidowych po defekacji wstępnej [4] Badania własne Analizie poddane zostały próbki soku surowego (tab.1) oraz soku rzadkiegouzyskanego na drodze oczyszczania dwiema metodami: klasyczną (tabela 2) oraz z oddzieleniem osadu po defekacji wstępnej (tab.3). Soki badano pod kątem czterech wybranych parametrów dzięki, którym możliwa była ocena skuteczności metody: ph definiowane jako wykładnik jonów wodorowych (hydroniowych H 3 O + ), mierzona pehametrem [dobrzycki]; Bx pozorna zawartość suchej substancji, mierzona refraktometrem cukrowniczym. Pomiar wyraża się w stopniach Brixa[dobrzycki] Cz czystość, procentowa zawartość sacharozy w suchej substancji, wyliczona ze wzoru [dobrzycki]: = * 100% gdzie: Ck zawartość cukru Bx zawartość suchej substancji; Zabarwienie zabarwienie poszczególnych produktów cukrowniczych, mierzona za pomocą wielkości absorpcyjnej właściwej, przy długości fali 420 nm na spektrofotometrze. Wyrażana w jednostkach ICUMSA (IU) [2]; Szybkość sedymentacji pomiar szybkości opadania osadu w badanych produktach, wyrażany w cm/min. Próby soku rzadkiego pochodziły ze stacji oczyszczania prowadzonego przy użyciu koagulantów i flokulantów, gęstwy aktywowanej oraz ze stacji oczyszczania soków metodą klasyczną. Omówienie wyników Z przeprowadzonych badań wynika, że czystość soków rzadkich oczyszczonych metodą z użyciem gęstwy aktywowanej osiąga wyższe wartości.czystość soków oczyszczonych metodą klasyczną praktycznie nie przewyższa 93% podczas gdy przy zastosowaniu metody alternatywnej wartości te są nawet wyższe o kilka jednostek. Widoczne jest to dla prób 9, 12, 13, 15) (rys.2). Z wykresu porównującego wartościszybkości sedymentacji w sokach rzadkich dla obu metod wynika iż są one wyższe dla soków oczyszczonych metodą z użyciem gęstwy aktywowanej. Szczególnie widoczne jest to dla prób numer 2, 3, 8, 9, 10, 16 (rys.3). 62

3 Technologia i Jakość Wyrobów 59, 2014 Wysokie wartości ci zabarwienia i soli wapniowych charakteryzują soki rzadkie oczyszczane metod metodą klasyczną (rys.4,5). Tabela Zawartość ść suchej substancji, czystość czysto i ph w różnych nych próbach soku surowego Nr Podsumowanie Wykonane pomiary wykazują wyższo wyższość metody z użyciem gęstwy stwy aktywowanej nad klasyczn klasyczną metodą oczyszczania soku surowego. Oczyszczanie soku surowego z oddzieleniem osadu po defekacji wstępnej ma wiele zalet: zwiększa czystość oraz szybkość ść sedymentacji soku rzadkiego, zmniejsza zabarwienie oraz zawartość zawarto soli wapniowych, dobry efekt oczyszczania (tabela 2), oszczędność zużycia wapna znaczne obniżenie enie strat produkcyjnych cukru, ponieważ osad koloidowy po wst wstępnym nawapnianiu jest wysładzany razem z osadem po I saturacji, uniknięcie działania gorącego cego wapna w defekacji głównej na skoagulowane koloidy i miazgę miazg buraczaną soku komórkowego (niskie zabarwienie i mała zawartość soli wapniowych w soku rzadkim), przy przerobie buraków wysokiej jakości jako po defekacji głównej istnieje możliwość żliwość wykonania od razu II saturacji do końcowej wartości warto ph soku rzadkiego [4]. Ph próbki Bx Cz [ %] 5,6 6 90,1 14,2 91,5 5, ,8 5,6 16,3 90,5 13,6 92,3 15,8 91,1 6 90,1 15,8 91,1 1 6,2 16,8 1 14,2 91,5 1 5,6 1 13,6 92,3 1 6,4 16,7 90,3 1 5, ,7 1 16,3 90,5 Czystość metod klasyczną w porównaniu czysto czystością Rysunek Czystość soków rzadkich oczyszczanych metodą soków oczyszczonych metodą metod z użyciem gęstwy stwy aktywowanej aktywowan 63

4 Szybkość sedymentacji [cm\min] Rysunek. Szybkość sedymentacji soków rzadkich oczyszczonych metodą klasyczną w porównaniu z szybkością sedymentacji soków oczyszczonych metodą z użyciem gęstwy aktywowanej Tabela Parametry soku rzadkiego oczyszczonego metodą klasyczną Nr Próbki Bx Cz Efekt Oczyszczenia Zabarwienie [IU] Sole Wapniowe [mg CaO/100gss] 16 93,8 34, ,2 93,5 35, ,4 94,2 44, ,4 39, ,1 17, ,5 93,8 34, ,8 93,5 27, ,2 1 93,7 35, ,3 93,6 42, ,2 93,8 32, ,5 93,7 31, ,6 93,8 35, ,2 93,8 10, ,2 93,7 35, ,2 93,7 46, ,3 93,7 37, ,6 93,4 52, Szybkość Sedymentacji [cm/min] 10 6,5 7 10,6 5,7 6,25 6,0 5,75 6,8 9,0 6,3 7,5 9,6 7,0 4,1 6,75 6,5 64

5 Technologia i Jakość Wyrobów 59, 2014 Zawartość soli wapniowych [mgcao/100gss] Rysunek Zawartość soli wapniowych w sokach rzadkich oczyszczonych metoda klasyczn klasyczną w porównaniu z zawartością soli wapniowych w sokach oczyszczonych metodą w użyciem yciem gęstwy aktywowanej Zabarwienie [IU] Rysunek. Zabarwienie soków rzadkich oczyszczonych metodą metod klasyczną w porównaniu z zabarwieniem soków rzadkich oczyszczonych metodą metod z użyciem gęstwy stwy aktywowanej 65

6 Nr Próbki Tabela Parametry soku rzadkiego oczyszczonego metodą z użyciem mieszaniny gęstwy aktywowanej, z oddzieleniem osadu po defekacji wstępnej Bx Cz Efekt Oczyszczenia Zabarwienie [IU] Sole Wapniowe [mg CaO/100gss] Szybkość Sedymentacji [cm/min] 16 94,0 38, ,5 16,2 93,7 34, ,2 15,4 95,0 49, ,8 49, ,5 34, ,0 16,5 93,4 32, ,0 15,8 94,0 32, , ,7 33, ,5 16,3 94,8 51, ,5 16,2 93,8 37, ,7 1 17,5 93,8 35, , ,6 95,1 42, ,5 1 16,2 95,3 52, ,5 1 16,2 93,6 35, ,0 1 17,2 95,2 57, , ,3 93,7 37, ,5 1 16,6 94,8 53, ,75 Literatura Binczarski M., Witońska I., Berłowska J., Dziugan P., Piotrowski J.: Słodzenie soków sokiem z buraków. Agro Przemysł.2013 nr 1 s.66-6 Butwiłowicz A.: Metody analityczne kontroli produkcji w cukrowniach. IPC, W-wa, 199 Grabka J.: Nowoczesne tendencje w oczyszczaniu soków cukrowniczych. Gazeta Cukrownicza, 1995, 11, 20 Grabka J.: Oczyszczanie soku z oddzielaniem osadu po defekacji wstępnej. Nowe Cukrownictwo, 2008, 1-2, 20. Konka W., Grabka J.: Technological aspects of sugar-beet syrup production food industry. Listy Cukrowarnicze, 2010, 7-8, 26 Madsen R. F.: Nowe metody oczyszczania soku buraków cukrowych. International SugarJournal, 1992, 1103, 22 66