Влияние озонирования дефекованного сока на качественные оказатели очищенного сока

Применение окислителей в процессе очистки сахарсодержащих растворов приводит к значительному ингибирова-нию реакций образования темноокрашен-ных соединений и снижению цветности продуктов превращения редуцирующих веществ [4-6]. Результаты исследований воздействия окислителей и восстанови­телей на отдельные группы красящих ве­ществ также свидетельствуют о преиму­ществе окислителей в области обесцвечи­вания сахарсодержащих растворов [2].

В данной работе проведено исследо­вание процесса озонирования в услови­ях очистки диффузионного сока, в част­ности на этапе дефекации перед II сату­рацией. Определяли влияние обработки озоном на чистоту, цветность, массовые доли солей кальция и редуцирующих ве­ществ очищенного сока.

Опыты проводили следующим об­разом. Диффузионный сок направляли на прогрессивную преддефекацию до рН 10,8-11,2 при температуре 54...56 °С, комбинированную основную дефекацию с расходом извести 2,0-2,5 % к массе сока. Далее осуществляли I сатурацию при температуре 85...90 °С, конечное значение рН 10,8-11,2, отделение осадка путем фильтрования, дефекацию перед II сатурацией продолжительнос­тью 4-6 мин при температуре 80...85 °С и расходе извести 0,2-0,3 % к массе сока. В процессе дефекации перед II сатурацией сок обрабатывали озоно-воздушной смесью при температуре 60... 100 °С с расходом озоно-воздушной смеси 0,5-6,0 м³/м³ сока и концентра­цией в ней озона 2-12 г/м³. Далее про­водили II сатурацию при температуре 85...90 °С до конечного значения рН 9,0-9,5 и отделение осадка путем филь­трования. Результаты анализа очищен­ного сока представлены на рис. 1-4.

Из представленных графиков видно, что рациональные условия обработки озоном дефекованного сока следующие: температура 85 °С, расход озоно-воз-душной смеси 4,5 м³/м³ сока, концен­трация озона 10 г/м³.

Насыщение полупродуктов озоном в процессе очистки диффузионного сока осуществляется с целью инициа­лизации протекания дополнительных химических реакций, в результате кото­рых происходит окисление целого ряда несахаров, сопровождающееся их рас­падом. Продукты распада, а также обра­зовавшиеся промежуточные соединения впоследствии способны адсорбироваться на карбонате кальция. Некоторые соеди­нения (например, гуминовые вещества) окисляются до диоксида углерода и воды [3]. При этом наблюдаются повышение чистоты и скорости седиментации, сни­жение фильтрационного коэффициента и цветности очищенного сока.

Озон обладает большой избыточной^, энергией молекулы (24 ккал/моль). При осуществлении технологических опера­ций он легко взаимодействует с вещества­ми щелочного характера, фенолсодержа-щими соединениями, макромолекулами белков, высокомолекулярными соедине­ниями и др., что в большинстве случаев сопровождается их деструкцией и адсорб­цией продуктов реакций на карбонате кальция. При этом снижается цветность и повышается эффективность удаления несахаров из очищенного сока [1].

В связи с высоким окислительным по­тенциалом молекулярного озона при об­работке дефекованного сока происходит интенсивное разложение моносахари­дов, продукты разложения которых в ще­лочной среде окисляются с образовани­ем устойчивых бесцветных соединений, что предотвращает цветообразование.

Насыщение озоном промежуточных продуктов сахарного производства при­водит к значительному снижению ин­тенсивности их окраски, что объясня­ется воздействием растворенного озона на присутствующие в реакционной среде молекулы красящих веществ. При этом происходят окисление высокомолеку­лярных соединений и разрыв двойных связей углеродного скелета, чем и обу­словлено снижение цветности и вязко­сти сахарсодержащего раствора.

В результате пониженной устойчиво­сти несахаров в сильнощелочной среде с увеличением щелочности наблюдается интенсификация процессов окисления и разложения несахаров под действием озона. Образующиеся при этом озони-ды и молозониды могут реагировать с Са(0Н)2 с образованием нетоксичных соединений в виде осадка.

С повышением температуры сока рас­творимость озона в нём уменьшается, но, как известно, увеличивается скорость химических реакций и соответственно скорость взаимодействия озона с неса-харами, поэтому при увеличении темпе­ратуры процесса до 80 °С происходит интенсификация разложения и удаления не-сахаров.Повышение температуры выше 80 °С приводит к увеличению цветности и снижению эффекта очистки за счет значительного снижения растворимости озона в реакционной среде, хотя скорость химических реакций при этом достаточно высокая.

Повышение концентрации или рас­хода озоно-воздушной смеси выше экс­периментально установленных значений практически не вызывает изменения по­казателей качества очистки диффузион­ного сока, к тому же при этом снижается коэффициент утилизации озона и значи­тельно увеличиваются энергетические за­траты. Следовательно, проводить очистку при таких параметрах нецелесообразно.