CC BY
15
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ТЕМА НОМЕРА
Использование импульсных магнитных полей
в сахарном производстве
В.А. Голыбин, Ю.И. Зелепукин, В.В. Постников, М.Н. Левин, А.В. Пономарев
Воронежская государственная технологическая академия
При очистке диффузионного сока на сахарных заводах большое внимание уделяется предварительной дефекации. Достигнутый эффект очистки на этой стадии в заводских условиях не превышает 8 - 10 % [1]. При переработке свеклы некондиционного качества на этапе преддефекации происходит неполная дегидратация и недостаточное удаление высокомолекулярных соединений (ВМС) и коллоидных веществ из сока. Они осаждаются не полностью, снижается сорбционная способность частиц коагулята, что приводит к образованию осадка со значительной растворимостью в условиях высокой щелочности основной дефекации [2].
Значительное влияние на эффективность технологических процессов производства сахара оказывают пектиновые вещества - это группа соединений полисахаридной природы, которые экстрагируются из растений и содержат большое количество связанных в цепи остатков ангидрогалактуроновой кислоты. Карбоксильные группы этих по-лигалактуроновых кислот могут быть частично этерифицированы меток-сильными группами и частично или полностью нейтрализованы основаниями. Главным компонентом пектиновых веществ является полигалактуро-новая кислота, в большинстве случаев частично метилированная по карбоксильным группам.
Пектины обладают значительной молекулярной массой и представляют собой длинные молекулярные цепочки. Эти цепочки определенным образом ориентированы в пространстве. Они насыщены заряженными радикалами, которые определяют общий потенциал и величину заряда целой молекулы.
Имея меньшую молекулярную массу по сравнению с белком, молекулы пектиновых веществ будут обладать более высокой подвижностью. При обработке растворов в магнитном поле молекулы пектина легче переориентируются в пространстве.
В случае коагуляции пектина достаточно сложно перевести молекулу в метастабильное состояние только за счет изменения потенциала среды, на-
пример изменением рН. Отсутствие спиралеобразной формы в структуре пектиновых веществ не позволяет создать в молекулярных цепочках перенапряжений, которые способствовали бы переводу молекулы в метастабиль-ное состояние. Следовательно, формирование осадка пектиновых веществ в щелочной среде можно объяснить наличием карбонатных мостиков — О — Са-О-
За счет них макромолекулы пектиновых веществ способны создавать конгломераты молекул, которые в определенный момент способны выпадать в осадок, т. е. пространственного изменения молекулы пектина скорее всего не происходит.
Имеются литературные данные по применению электромагнитного воздействия на продукты сахарного производства. С этой целью предлагается применять импульсное магнитное поле или низкочастотное переменное магнитное поле [3, 4].
Одним из способов повышения эффективности очистки является обработка преддефекованного сока импульсным магнитным полем [5]. При его применении можно усилить метастабильное состояние ВМС. Целесообразнее всего обрабатывать сок при рН около 8,5.
Располагаясь в определенной ориентации относительно магнитных силовых линий, молекулы ВМС окружены гидратной оболочкой. Импульсное воздействие приводит к мгновенным колебаниям магнитных полей, которые изменяются во времени не только по направлению, но и по абсолютной ве-
личине. Это приводит к колебаниям молекул и их взаимодействию друг с другом. Увеличивается вероятность формирования дополнительных спиновых пар. Кроме того, при таких колебаниях и взаимном трении нарушаются гидратные оболочки, что делает молекулы ВМС более доступными для взаимодействия как между собой, так и с другими молекулами, например карбонатом кальция.
За счет повышения проницаемости ионов кальция внутрь молекул и образования между ними карбонатных мостиков можно улучшить структуру формирующихся частиц осадка.
Для обоснования наших предложений по эффективности воздействия магнитных полей в лабораторных условиях проводилась обработка проб преддефекованного сока с помощью генератора импульсного магнитного поля в низкоиндуктивном соленоиде при периодическом разряде через него батареи конденсатора. Воздействие магнитного поля осуществлялось сериями симметричных однополярных треугольных импульсов с длительностями фронтов 10 мкс и частотой следования 10 мс. Амплитудное значение индукции могло варьироваться в пределах от 0,10 до 0,25 Тл.
Цель исследования заключалась в обосновании усовершенствованного способа очистки диффузионного сока с использованием импульсной электромагнитной обработки на стадии пред-дефекации.
Были проведены исследования по влиянию продолжительности магнитной обработки и индукции поля на показатели очищенного сока. Эффективность предлагаемого способа оценивалась путем сравнения соков очищенных по классической схеме и с использованием магнитной обработки.
После серии предварительных опытов и анализа очищенного сока было выбрано место воздействия импульсным магнитным полем на стадии прогрессивной преддефекации. Эффективность применения магнитного поля оценивалась по показателям предде-фекованного сока: скорости седиментации и мутности сока (табл. 1).
Таблица 1
Зависимость качественных показателей преддефекованного сока от места магнитного воздействия
Показатель Перед проведением предде-фекации При рН 8,5 перед вводом суспензии При рН 8,5 после ввода суспензии Перед последним вводом извести После последнего ввода извести Без обработки
Скорость седиментации Б5, см/мин 3,00 3,30 3,10 2,95 2,80 2,50
Оптическая плотность D, ед. опт. плотн. 0,55 0,47 0,51 0,65 0,58 0,90
INNOVATIVE TECHNOLOGIES
Полученные данные позволили уточнить место импульсной магнитной обработки преддефекованного сока: при рН 8,5 перед вводом суспензии сока II сатурации. Скорость седиментации при этом увеличивается на 22—25 %, мутность сока уменьшается на 40 — 45 %
Целесообразность использования импульсного магнитного поля обусловлена тем, что продукты переработки растительного сырья представляет собой системы с наличием в молекулах свободных электронов, которые эффективно образуют радикальную пару при внешнем воздействии [6, 7].
При подаче внешнего импульса магнитного поля происходит радикальная реакция (образование радикальной пары), которая возможна только из синглетного состояния спинов радикалов молекул, входящих в состав диффузионного сока. До внешнего воздействия спины молекул находятся в трип-летном состоянии и образование радикальной пары невозможно по теории спинового запрета. Магнитное поле, воздействуя на спин одной из молекул, приводит к ее переориентации в пространстве и дает возможность образования новой связи между двумя молекулами.
Таким образом, молекулы ВМС соединяются в более крупные агрегаты, коагулируют и образуют частицы осадка. Кроме того, электрическая составляющая импульсного поля поляризует молекулы тех несахаров, поверхность которых была электрически нейтральна. Поляризацией интенсифицируется способность молекулы активно реагировать на воздействие внешнего магнитного поля.
Для выявления влияния магнитных полей на эффективность очистки диффузионного сока нами были проведе-
ны исследования, включающие получение очищенного сока по схеме: теплая прогрессивная преддефекация, обработка преддефекованного сока в импульсном магнитном поле (индукция 0,25 Тл, продолжительность 10 с), теплая и горячая дефекации, I сатурация, фильтрование, дефекация перед II сатурацией, II сатурация, фильтрование (схема 1). Параллельно проводилась очистка диффузионного сока по аналогичной схеме без магнитной обработки (схема 2). Полученные экспериментальные данные представлены в табл. 2.
Сравнительный анализ данных доказал положительное влияние обработки преддефекованного сока в импульсном магнитном поле на показатели сока II сатурации: цветность снизилась на 6—7 усл. ед., массовая доля солей кальция - на 45 — 47, массовая доля ВМС и коллоидов - на 55—60 %.
Применение обработки производственных сахарсодержащих растворов в импульсном магнитном поле повышает эффективность последующей из-вестково-углекислотной очистки, что способствует уменьшению накипеоб-разования на поверхности теплообмена выпарной станции, улучшению кристаллизации сахарозы и увеличению выхода сахара-песка за счет снижения содержания в продуктах несахаров -мелассообразователей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Славянский А.А., Гаврилов А.М., Клименко Л.Л., Купреева В.И. Усовершенствование преддефекационной обработки диффузионного сока//Сахар-ная промышленность. 1996. №31.
2. Рева Л.П., Симахина Г.А., Логвин В.М. Очистка диффузионного сока от белков//Известия вузов. Пищевая технология. - 1983. № 5.
Таблица 2
Влияние импульсного магнитного поля на эффективность очистки диффузионного сока (рН6,5, ВМС = 0,328 % к массе сока, Ч - 79,5 %)
Показатели Схема 1 Схема 2
Преддефекованный сок
Б5, см/мин Сок 3,26 ГЛТ\/П Л1 11/11/1 2,80
Б5, см/мин V-CI 1 у и a L\v\ vi 3,80 3,54
Fк, с/см2 2,05 3,28
Сок I сатурации
Ч, % 86,61 85,22
Цветность, усл. ед. гппм г^ о/ 15,4 П П17 19,9 П ГП7
Соли Са, % ВМС, % к массе сока 0,077 0,027 0,192
Эффект очистки, % 39,8 32,7
3. Рыжков Д.В., Решетова Р.С., Бары-шев М.Г. Влияние электромагнитной обработки на эффективность диффузионного процесса//Известия вузов. Пищевая технология. 2002. № 2-3.
4. Барышев М.Г., Решетова Р.С., Гаманченко М.А., Рыжков Д.В. Влияние электромагнитного поля на диффузию сахарозы из свекловичной стружки// Известия вузов. Пищевая технология. 2000. № 5-6.
5. Голыбин В.А., Кульнева Н.Г., Фе-дорук В.А. Качественные показатели соков при предварительной электро-обработке//Сахар. 2003. № 2.
6. Пат. 2183674 Россия, МПК{7} С 13 D 3/02. Способ очистки диффузионного сока/М.Г. Барышев, Р.С. Решетова, М.А. Гаманченко, Г.И. Касьянов// Опубл. 20.06.2002., бюл. № 3
7. Пат. 2183675 Россия, МПК{7} С 13 й 3/02. Способ очистки диффузионного сока/М.Г. Барышев, Р.С. Решетова, М.А. Гаманченко, Г.И. Касьянов// Опубл. 20.06.2002., бюл. № 3
НОВОСТИ MICROSOFT
«Росинтер Ресторантс Холдинг» оптимизирует
Компания «АНД Проджект», входящая в группу компаний «Систематика», и лидер на рынке семейных ресторанов полного обслуживания - компания ООО «Росинтер Ресторантс», входящая в состав ОАО «Росинтер Ресторантс Холдинг», объявили о переходе к опытно-промышленной эксплуатации автоматизированной системы на платформе Microsoft Dynamics AX, используемой для управления бизнесом компании в Москве и Московской области.
ERP-система, созданная компанией «АНД Проджект» на базе Microsoft Dynamics AX, будет консолидировать данные более 80 ресторанов сети «Росинтер Ресторантс», работающих в Москве и Московской области под такими торговыми марками, как «IL Патио», «Планета Суши», T. G. I. Friday's, «1-2-3 кафе», «Американский Бар и Гриль», «Санта Фе». В компании организована и автоматизирована эффективная система планирования платежей, создана единая база для отражения хозяйственных операций для целей РСБУ и МСФО.
бизнес
Новая система перешла в стадию опытно-промышленной эксплуатации в крупнейшей компании Холдинга и будет тиражироваться в других юридических лицах, входящих в Холдинг.
Проект создания системы управления в ООО «Росинтер Ресторантс» стартовал в мае 2006 г. Перед компанией «АНД Проджект» и проектировщиками из ООО «Росинтер Ресторантс» стояла задача создания единой информационной системы, включающей бухгалтерский, налоговый учет и отчетность, автоматизацию процессов договорного учета, закупок, отчетности для целей МСФО. В рамках проекта также планировалось создание эффективной системы учета и распределения затрат и операций единого казначейства. В новой системе на базе Microsoft Dynamics AX уже работают более 100 пользователей - сотрудников отделов бухгалтерии, казначейства, департамента корпоративной отчетности и других подразделений компании.
