Расчет величины неучтенных потерь сахарозы на диффузии Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

средние арифметические величины, стандартные отклонения средней арифметической.

Фактический заводской выход сахара за исследуемый период составил 11,15% к массе свеклы. Наибо

Таблица

Расчетный выход сахара по.анализам соков

очищенного сока II сатурации

клеточного диффузионного

10.83 10,77 11,01

11,86

12,13

11,37

12.09

12.35

11.57

11.57

11.36 11,11

10.84

11.10 11,02 12,16 12,32

Среднее

арифметическое, ті 1,50 Стандартное отклонение,

5 +0.3

10,93 11,07 10,66 11,21 11,24 11,87 11,48 11,59 11,83 11,27

11.14

11.15 11,21 10,97 10,72 10,75 11,96 11,33

11,25

;0,06

11,07 10,49

10.93 11,65 11,53 11,92

11.56 11,28 11,44 10,97 11,04 10,60

10.94 10,63 10,82 11,85.

11.56 11,80

11,23

±0,21

лее близкие к этой величинЬ значения расчетного выхода сахара получены для диффузионного и очищенного заводских соков (11,25±0,06% и 11,23± 0,21%)

Величины расчетного выхода сахара по диффузионному и соку II сатурации на 0,08—0,10% выше, чем фактический выход, полученный на заводе.

Следовательно, полученные таким путем показатели ожидаемого выхода сахара из поступившей в переработку свеклы позволяют оценить работу выпарки и варочно-кристаллизационного отделения завода с тем, чтобы внести необходимые коррективы в технологический режим и принять меры к уменьшению неучтенных потерь на этом участке.

Разработанный метод может быть рекомендован для практического использования в лабораториях сахарных заводов и групповым^ лабораториями.

Хелемский свеклы

ЛИТЕРАТУРА

М. 3. Технологические качества са-Ч 1 М.. Пищ. пром-сть, 1987.—

харнои 282 с

С и л и н П М. Технологическая оценка сахарной свеклы // Сах. пром-сть. 1961 № II

Методические указания по оценке качества сахарной свеклы. Киев,' ВНИИСП. 1981, —131 с.

Князев В. А., Калинина С. Н., Черняв с к а я Л И Использование ионселективных электродов для определения зольных элементов свеклы // Сах. пром-сть. 1983. № 10.

Кафедра технологии сахаристых веществ Отдел заготовки и хранения свеклы

Поступила 20.03.89

664.123.4.004.15

РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ НЕУЧТЕННЫХ ПОТЕРЬ САХАРОЗЫ НА ДИФФУЗИИ

Н. А. ТВЕРИТИНА, А. И. ФЕЛЬДМАН, А. А. ЛИПЕЦ

Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

Проблема снижения неучтенных потерь сахарозы на диффузии весьма актуальна, так как в балансе общих потерь они составляют примерно 50%, а их абсолютная величина может достигать 1% и более к массе перерабатываемой свеклы. В связи с этим весьма важным является вопрос нормирования этих потерь в зависимости от режима работы диффузионной установки.

Как известно, величина неучтенных потерь сахарозы на диффузии складывается из потерь от ферментативного разложения сахарозы и в результате ее кислотного катализа.

Однако, как нами было показано ранее [1], кислотный катализ сахарозы имеет смысл учитывать при.переработке некондиционной свеклы (долголежалой, "с большим содержанием гнилой массы). В случае переработки свеклы нормального качества потери сахарозы в результате кислотного катализа 'весьма незначительны и при расчете величины неучтенных потерь сахарозы ими можно пренебречь.

В связи с этим для расчета и нормирования неучтенных потерь сахарозы на диффузии достаточно определять потери от ферментативного разложения сахарозы.

Согласно [2] для расчетов процесса разложения сахарозы в экстракторах свеклосахарного производства возможно применение кинетических уравнений первого порядка, т. е. при постоянной температуре процесс разложения .сахарозы как клеточной инвер-тазой свеклы, так и в результате микробиальной деятельности может быть описан уравнением

С ='АС0е~

(1)

где

С

концентрация сахарозы через время т от начала процесса, % к массе свеклы;

Со — концентрация сахарозы в начальный момент процесса, % к массе свеклы; /г — константа скорости разложения сахарозы, с-1; т —} среднеинтегральное время процесса, с; А —.постоянная кинетического уравнения.

Для применения уравнения необходимо определить численные значения входящих в него константы скорости разложения сахарозы и постоянной уравнения.

Для определения численных значений константы скорости разложения сахарозы от инвертирования внутри свекловичной клетки при различных темпера-

)ГО

И

і±

1>У-

ие,-

за-

ІЄЙ

)ту IИ я вы

ие- I 5ан 1ЯХ МИ.

са-

\ек-

ной

я в до в \ах.

*

1.89

.15

■шя

од-1

4ИЙ

у ре !

еР;

^ОИ »

(1)

; от ;> лы;

ШЙ

лы;

са-

, с; . шя. ; ить

НОИ

нты ни я

турах, выяснения вида зависимости ее величины от температуры и определения постоянной кинетического уравнения были проведены лабораторные исследования, по результатам которых с помощью статистических методов были определены величины константы скорости разложения сахарозы и постоянная кинетического уравнения первого порядка для условий лабораторных экспериментов. При этом выяснилось, что величина константы скорости разложения сахарозы для различных температур колеблется в пределах 1=10Ч-6- Ю^с'1. А величина постоянной уравнения близка к единице.

В дальнейшем зависимость константы скорости разложения сахарозы от температуры была обобщена с помощью ЭВМ в виде уравнения

/г-10° = -34,63 + 1,343 7— 0,0119 Т\ (2)

где Т — температура процесса, ° С.

Разложение сахарозы в диффузионном процессе в результате жизнедеятельности микроорганизмов происходит как на границе раздеда твердой и жидкой фаз, так и в экстрагенте.

До настоящего времени количественную оценку потерь сахарозы в результате жизнедеятельности микроорганизмов и от инвертирования производили, определяя неучтенные потери сахарозы. Разработанная нами методика расчета потерь сахарозы от ферментативного разложения позволяет определять потери от инвертирования и кислотообразования независимо друг от друга.

Установлено, что величина константы скорости разложения сахарозы в результате жизнедеятельности микроорганизмов зависит от температуры процесса. Эта зависимость может быть описана уравнением (3), полученным при обобщении наших экспериментальных данных на ЭВМ:

ЫО6 = XI +х2Т +х3Т2 +х,Т3 +хьТ\ (3)

где к — константа скорости разложения сахарозы в результате жизнедеятельности микроорганизмов, с Т — температура процесса экстрагирования, ° С;'

х, =6799,39; х2 = -410,209; хз =9,30079; х4 = —0,0938203;

*5 = 3,54954-10-4.

Путем сопоставления величины потерь сахарозы в результате жизнедеятельности микроорганизмов, определенных расчетным путем и экспериментально, было установлено, что значение А колеблется в пределах 0,997 : 0,999, т. е. с достаточной степенью точности А можно принять равной единице.

Было установлено, что о потерях сахарозы от ферментативного разложения можно судить по их величине в головной части экстрактора. Расчет потерь в указанной зоне аппарата можно проводить по уравнению (4):

/7, = / (х,,х2) = Е к (х\) Ни (х2), (4]

к = \

где Х\ — значение /4/Л;; х-2 — температура, ° С;

[\к{х\) = Чк | -\-Qk2X1 -\-акъХ2\ -)-а*5Х? = ^ и./п - х\ '•

(5)

/гк(х2) =аГ' (х2 — Ьк\) (Х2— Ькг) (х2 — Ькз) (х2 — Ьи) ; к = 1 -4- 5;

а, , = 351,962;а, 2 = —1498,32;а,, =2377,93;

а, 4 = -1665,9; а, 5 =434,724;

аз, =.148,308;а2 2 = —618,147;а2з =958,65;

а24 = —654,35;о25 = 165,81;

аз,, = 43,9471 ;а3,г = -182,547;а3,з =280,817;

аз 4 = —188,852;аз5 =46,7859;

а4! =97,96;а4 2 = -414,283;а4 3 = 652,772;

ац = -453,931;а4.5 = 117,56;

аг,, = 107,25; а.? 2 = —466,141; 05 з = 756,549;

аъ 4 = -543,284;а55 = 145,652;

б,л =60; 6,,2=65; 6|,з =70; Ьм=75; сс, =15000; й2,1=55; &2,2=65; Ь2,з=70; Ь2,4 =75; а2 = —3750;

63 1=55; Ьз.2=60; й3,з=70; Ь3,4 =75; аз =2500;

Ь4 1=55; Ь4-2 =60; 64,3 =65; 64,4 =75; а.» = —3750;

Ьь, = 55; Ьь 2 = 60; Ьъ з = 65; 65.4 = 70; а6 = Г5000.

Для расчета потерь сахарозы от ферментативного разложения в целом по аппарату полученный результат необходимо умножить на коэффициент пересчета, величина которого зависит от температуры сокостружечной смеси и производительности экстрактора:

П.='Пхк, (7)

где /7 — потери сахарозы от ферментативного разложения в целом по диффузионному аппарату, % к массе свеклы;

П | — потери сахарозы от ферментативного разложения в 1 секции диффузионного аппарата, % к массе свеклы;

/• - коэффициент пересчета, полученный расчетным путем при сопоставлении величины потерь от ферментативного разложения сахарозы, рассчитанных по всему аппарату и в I секции.

«

Таблица

А/Ан Коэффи циент пересчета к

Температура в головной части экстрактора, 0 С

55 60 65 70 75

0,8 1,206 1,293 1,612 2,340 3,431

0,864 1,150 - 1,223 1,400 2,01-3 2,831

0,928 1,129 1,199 1,360 1,701 2,374

1,00 1,129 1,192 1,347 1,675 2,996

1,072 1,164 1,259 1,466 2,015 2,835

В таблице даны величины коэффициента пересчета к для различных производительностей и температурных режимов в головной части экстрактора.

ВЫВОДЫ

Полученные зависимости позволяют нормировать величину неучтенных потерь сахара в диффузионном процессе.

ЛИТЕРАТУРА

1 Сапронов А. Р., К о л ч е в а Р. А. Красящие вещества и их влияние на качество сахара,— М.:— Пищ. пром-сть, 1975.

2 Разложение сахарозы в экстракторах свеклосахарного

производства / Тверитина Н. А., Фельдман А: И , Липец А. А., Романюк А. Я. // Изв. вузов. Пищевая технология 1984 № 4 - С. 114—116.

Кафедра технологии

сахаристых, веществ Поступила 29.12.88