Antoshka

Путь к Файлу: /ПД и Г / Технология пектина_ИОП / 08_Глава 5.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   10
Пользователь:   Antoshka
Добавлен:   28.10.2014
Размер:   52.5 КБ
СКАЧАТЬ

Прогидролизованный жом заливали водой температурой 65 - 70 °С и выдерживали в течение 40 мин. Полученный вторичный экстракт отфильтровывали и присоединяли к основному экстракту. Повторное экстрагирование позволяло незначительно увеличить выход пектина – на 1,0 – 1,5%. Прогидролизованный жом выгружали из экстрактора в бункер для обеспектиненного сырья и после опреснения его аммиачной водой направляли на корм крупному рогатому скоту. Отстоявшийся и охлажденный до 35 - 40 °С пектиновый экстракт насосом подавали в осадитель для выделения пектина из жидкой фазы.

Экстракт свекловичного пектина представлял собой прозрачную жидкость светло-серого цвета; содержание пектиновых веществ в нем 0,5 – 0,8%; плотность экстракта – 1,01 – 1,02; рН 0,6 – 0,7.

Осаждение пектина вели хлористым алюминием при рН 6,0 – 6,5. Нейтрализацию пектинового экстракта осуществляли 25%-ным раствором гидроокиси аммония [129]. Полученный пектино-алюминиевый коагулят представлял собой рыхлый осадок темно-серого цвета с влажностью после фильтрации 97 - 98%.

Существующая техника осаждения хлористым алюминием не только ухудшала условия труда, но и влияла на студнеобразующие свойства пектина. По данным автора [32], прочность 2%-ного пектинового студня снижалась с 420 - 450 мм рт. ст. до 350 - 400 мм рт. ст. по прибору Сосновского или с 55 - 60 кПа до 46 - 53 кПа.

Проводились исследования возможности применения в качестве осадителя хлористого кальция [18], показавшие неполное осаждение им пектина. Кроме того, пектиновые вещества, остающиеся в маточном растворе, не обладали способностью к студнеобразованию и их выход составлял 0,03 – 0,04% к массе маточного раствора. Поэтому хлористый кальций нельзя рекомендовать в качестве осадителя.

Пектино-алюминиевый коагулят после предварительного отжатия в дренажных «клетях» до влажности 94 - 98% подавали на гидравлические пакетные прессы. Отпрессованный коагулят с влажностью 73 - 75% измельчали на молотковой дробилке и направляли на очистку [91].

Схема очистки включала 4 фазы: I фаза – кратное соотношение пектино-алюминиевого коагулята и этилового спирта (крепостью 94 - 95%) – 1:2,5; концентрация соляной кислоты в объеме крепкого спирта – 7,2%; продолжительность процесса – 25 - 30 мин; II фаза – спирт крепостью 94 - 96% при кратном соотношении коагулята и спирта 1:4 в течение 15 мин; III фаза – чистый спирт крепостью 70% при соотношении 1:4, продолжительность 15 мин; IV фаза – спирт крепостью 94 - 96% с 0,4 – 0,75% гидроокиси аммония (для установления требуемого рН пектина), кратное соотношение коагулята и спиртового раствора 1:3,5, продолжительность обработки – 15 мин. Отделение пектина от спирта производили в нутч-фильтрах.

Очищенный пектин с влажностью 48 - 50% подавали на сушку. Сушили пектин в вакуум-сушилках полочного типа при температуре воздуха в сушильной камере 55 - 65 °С и разрежении 400 - 500 мм рт. ст. (53 - 66 кПа) в течение 5 - 6 ч до конечной влажности не более 14 %. Из-за несовершенства сушилки происходило снижение студнеобразующей способности пектина в среднем на 50 - 80 мм рт. ст. (7 - 10 кПа).

По окончании процесса сушки пектин измельчали и просеивали.

Товарный сухой свекловичный пектин, который вырабатывал пектиновый завод «Краснодарский», представлял собой серовато-белый порошок, обладающий слабокислым вкусом, без постороннего привкуса и запаха. Водный 1%-ный раствор этого пектина имел рН от 3,0 до 3,8. Не допускалось в пектине содержание свободных минеральных кислот и свинца. Соли мышьяка допускались в количестве не более 0,5 мг/кг. Содержание общей золы – не более 3,5%. Влажность – не более 14%. Прочность 2%-ного студня пектина должна была быть не ниже 300 мм рт. ст. (39,9 кПа). Содержание пектина не менее 70%. Степень метоксилированности – не менее 35% (ОСТ 18-62-72).

Экспериментальные исследования кинетики основных процессов – гидратации свекловичного жома, гидролиза протопектина, экстрагирования и коагуляции пектиновых веществ, выяснение влияния различных технологических параметров на физико-химические свойства пектина и структуру растительной ткани показали возможность совершенствования известной и разработки новой технологии свекловичного пектина.

Отличительной особенностью усовершенствованной технологии является проведение процесса набухания сушеного жома, осуществление гидролиза протопектина при относительно малом соотношении расхода масс q, применение ступенчатого прямоточно-противоточного экстрагирования целевого вещества и использование в качестве коагулирующего агента этанола вместо хлористого алюминия [175].

Совместно со специалистами НПО «Спектр» (Украина) была разработана для усовершенствованной технологии аппаратурно-процессная схема получения пектина из сушеного свекловичного жома, которая была апробирована на Гайсинском спиртовом заводе в 1988 г.

В соответствии с разработанной технологией процесс подготовки сушеного свекловичного жома имел целью восстановление капиллярно-пористой структуры растительной ткани и удаление балластных веществ. Он осуществлялся в ротационном горизонтальном аппарате с внутренним транспортирующим органом в виде лопаток.

В загрузочную часть аппарата подавали сушеный жом, в выгрузочную – воду температурой 74 - 75 °С. Процесс гидратации осуществляли противоточно в течение 25 - 30 мин.

Для проведения гидролиза были применены эмалированные реакторы, в которых поддерживали заданные температуру, рН среды и соотношение расхода масс. Процесс гидролитического превращения протопектина проходил периодически в прямоточном режиме.

Экстрагирование растворимых пектиновых веществ осуществляли на экстракционной установке, состоящей из разделителя прогидролизованной массы на твердую и жидкую фазы и трех ротационных экстракторов. В каждом из них осуществлен прямоток, а между ними противоток. В качестве экстрагента применяли воду температурой 65 - 70 °С и рН 6,5 – 7,0. Экстракционная установка позволяла регулировать получение экстракта с концентрацией сухих веществ в пределах 5,0 – 6,5%. Содержание пектиновых веществ по отношению к сухим веществам экстракта при этом составляло 0,15 – 0,20 вместо 0,08 – 0,09 по известной технологии.

Одним из процессов, определяющих качественные показатели целевого продукта, является тонкая фильтрация пектинового экстракта.

Установлено, что этот процесс должен быть выполнен в три стадии: отстаивание с одновременным охлаждением, грубая фильтрация на камерных фильтр-прессах, тонкая фильтрация на камерных фильтр-прессах с наполнителем. Очищенный пектиновый экстракт направляли на нейтрализацию до рН 1,6 – 1,8 и осаждение. Процесс выделения пектиновых веществ из жидкой фазы и обработку пектинового коагулята осуществляли этиловым техническим спиртом. Полученный при таких технологических параметрах пектин имел следующие физико-химические показатели: уронидная составляющая 65,7 – 69,2%, содержание ацетильных групп 0,45 – 0,50%, метоксильная составляющая 4,0 – 4,2%, студнеобразующая способность 46,6 – 53,2 кПа. Выход целевого продукта после его стандартизации составлял 11,5 – 12,0%.

Разработанная аппаратурно-технологическая схема обусловила повышение выхода и улучшение качества готового пектина. Однако применение соляной кислоты в качестве гидролизующего агента исключало возможность концентрирования пектинового экстракта, что вело к увеличению расхода этанола и повышению требований взрыво- и пожароопасности к условиям эксплуатации технологического оборудования.

С целью создания экологически чистой технологии Н.С. Карповичем, авторами и специалистами Ассоциации «Пектин» был разработан новый способ получения пектина, предусматривающий комплексную переработку свекловичного жома.

В качестве гидролизующего агента вместо соляной кислоты используется электроактивированная вода. Исключение минеральных кислот позволяет применить стандартизированное оборудование химической и пищевой промышленности, сократить расход спирта и обеспечить возможность выработки жидкого пектина без дополнительной химической очистки.

По результатам исследований установлено, что жидкий свекловичный пектин, получаемый по технологии Ассоциации «Пектин», по физико-химическим показателям соответствует требованиям пищевой и медицинской промышленности.

Технология получения пектинового экстракта, пектина и пектинопродуктов из свекловичного жома с применением нового экстрагента – электроактивированной воды – апробирована в промышленных условиях на Меркенском сахарном комбинате (Казахстан).

Одним из определяющих технологических факторов процесса гидролиза протопектина является концентрация протонов водорода в гидролизной смеси, которая создается за счет внесения определенного количества гидролизующего агента. Исследования, проведенные Крапивницкой И.А. [62], показали, что необходимое значение протонов водорода [H+] может быть достигнуто и при использовании гидролизующего агента с меньшей концентрацией ионов водорода за счет концентрирования гидролизной смеси под вакуумом, сопровождающегося удалением из гидролизной смеси влаги. Так, при гидролизе протопектина свекловичного жома при рН 1,8 и соотношении расхода масс 7,0 (по массе набухшего сырья) скорость процесса была невысокой вследствие низкой концентрации протонов водорода в гидролизной смеси (0,016 г-экв/л). Если за счет концентрирования под вакуумом уменьшить количество гидролизной смеси вдвое, то концентрация протонов водорода увеличится в 2 раза и составит 0,032 г-экв/л. При упаривании гидролизной смеси до объема, соответствующего влажности 90%, концентрация протонов водорода увеличивается до 0,11 моль/л, что соответствует рН 0,95 и обеспечивает высокую скорость гидролиза.

Данный технологический прием был использован нами при разработке способа получения пектиновых веществ при кипении гидролизующей смеси под вакуумом [62]. Разработанная технология апробирована в промышленных условиях Меркенского (Казахстан) и Яреськовского (Украина) сахарных заводов. Результаты промышленных испытаний показали, что выход пектина увеличивается на 40 - 45% при высоких качественных показателях.

Многими исследователями разработаны и апробированы различные способы интенсификации процесса гидролиза-экстрагирования. В частности, Голубевым В.Н. предлагается кавитационный способ извлечения свекловичного пектина. Лучшими параметрами экстрагирования, по его мнению, являются: время 30 - 35 минут, температура 60 °С, рН = 1,5, гидромодуль процесса 1:6 – 1:7 при индексе кавитации 1,1 (избыточное давление в камере экстрактора 0,3 МПа). Однако, к сожалению, оценить уровень разработанной технологии достаточно сложно, т.к. не приводятся качественные показатели готового пектина.

Помимо остаточного или избыточного давления одним из интенсифицирующих факторов процесса извлечения пектина из растительной ткани является внешнее электрическое поле. Авторами [32] проведены исследования кинетики процесса гидролитического расщепления протопектина в электрическом поле. Установлено, что при  плотности  тока j = 0,01 – 0,02 А/см2 и температуре 90 °С степень гидролиза протопектина свекловичной ткани составляет 96,0 – 96,5% против 90 % по известному способу. Содержание золы в образцах пектина, полученного с применением электрического поля, составляет 0,021 – 0,060% против 0,1%, допустимых по нормам ФАО/ВОЗ/ ЕЭС. Низкое содержание золы подтверждается заключением Пятигорской фармацевтической академии. Содержание уронидной (85,6 – 87,7%) и метоксильной (5,5 – 7,6%) составляющих достаточно высокое при низкой концентрации ацетильных групп (0,10%). Такие показатели обусловливают высокую чистоту получаемых пектиновых веществ, их студне- и комплексообразующую способность. Разработанная технология апробирована в условиях Майкопского опытно-экспериментального объединения (Россия). Результаты промышленных испытаний показали перспективность разработанной технологии, особенно для производства пектинов и пектинопродуктов медицинского и лечебно-профилактического назначения.

В современных экологических условиях особую актуальность приобретает такое свойство свекловичного пектина как комплексообразующая способность.

Известно, что комплексообразование пектиновых веществ увеличивается с повышением рН экстракта при осаждении. Процесс взаимодействия пектина с тяжелыми металлами осуществляется эффективнее при рН 3,0 – 4,5 и 8,0 – 9,0. При этом значительное влияние на комплексообразование оказывает содержание в пектине балластных веществ.

Установлено [159], что ионообменная обработка пектинового экстракта значительно увеличивает комплексообразующую способность пектина. В зависимости от степени обработки экстракта она составляет 408 - 480 мг Рb2+/г, тогда как комплексообразующая способность промышленного свекловичного пектина составляет 192 - 220 мг Pb2+/г.

Схема катионитно-анионитной очистки пектинового экстракта приведена на рис. 5.8.

Пектиновый экстракт из сборника 1 насосом 2 подается на катионитовый фильтр 5, заполненный катионитом КУ-2-8чС в Н+-форме. Из катионитового фильтра экстракт поступает в сборник 6, откуда насосом 7 подается на анионитовый фильтр 12, очищается и поступает в сборник  13 очищенного экстракта. Анионитовый фильтр заполнен анионитом ЭДЭ-10П в ОНформе. Скорость подачи экстракта на фильтры регулируется ротаметрами.

Для непрерывной работы станции очистки необходимо иметь по два катионита и анионита: один – в работе, второй – на регенерации.

Контролем для катионита является жесткость экстракта после катионита, если она выше значения, установленного технологическим регламентом, – фильтр регенерируют. Контролем для анионита является рН экстракта и содержание ионов хлора в экстракте. Если эти значения превышают допустимые, то анионит регенерируют.

После катионитно-анионитной очистки часть пектинового экстракта может использоваться как самостоятельный продукт для производства напитков лечебно-профилактического и массового спроса либо направляться на осаждение.

При этом допустимые уровни не должны превышать (в мг/кг): свинца 0,3; кадмия 0,03; мышьяка 0,1; ртути 0,005; меди 3,0; цинка 10.

При осаждении пектина из пектинового экстракта его обрабатывают этиловым спиртом крепостью 94 - 96% об., при соотношении экстракт : спирт – 1:2. Полученный осадок прессуют, измельчают и отправляют на очистку от спирторастворимых балластных веществ. На первой стадии пектин промывают 70%-ным этиловым спиртом. Затем коагулят обезвоживают этиловым спиртом крепостью 96% об.

Очищенный пектин подают на сушку. По окончании процесса сушки пектин измельчают, просеивают и отправляют на расфасовку и упаковку.

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика