CC BY
60
664.1.038.22.001.1
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГИДРОКСИДА КАЛЬЦИЯ С НЕСАХАРАМИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА
Н. М. ДАИШЕВА, Ю. И. МОЛОТИЛИН
Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Неполнота осаждения несахаров диффузионного сока, образующих с ионом кальция малорастворимые соли и соединения, в оптимальной зоне pH предварительной дефекации и частичное растворение уже осажденных несахаров при превышении оптимальной зоны общеизвестно. П. М. Силин нашел, что такое растворяющее (пептизирующее) влияние избытка гидроксида кальция наблюдается только в присутствии сахарозы, как и других органических полиоксисоединений [1]- Л. Д. Бобровник методами кондуктометрии и ионообмена пок'азал, что в области pH выше 11 сахароза и ион кальция образуют устойчивое комплексное соединение, выводящее из раствора избыток осаждающего иона кальция, что' и является причиной обратного перехода в раствор осадка (белка) [2]. Однако такое объяснение неприменимо к условиям основной дефекации, когда избыток гидроксида кальция находится в осадке в количестве, способном компенсировать любое количество выводимого в комплексное соединение кальция с сахарозой. Между тем растворение осадка, особенно солей, происходит и на основной дефекации.
М. И. Даишев с сотрудниками предположили [3], что причиной растворяющего воздействия высокой щелочности являются проявляющиеся в этих условиях кислые свойства гидроксильных групп оксисое-динений, диссоциация которых приводит к усиленной гидратации, неполноте осаждения или частичному растворению осадка. Косвенным подтверждением является большой объем — 40% и более занимаемый суспензией осадка преддефекованного и дефекован-ного соков, сильно уменьшающийся при снижении pH ниже 11. Однако такое объяснение также не является исчерпывающим: недоосаждение на преддефе-кации [4] и растворение на основной дефекации [5] наблюдаются также и по отношению к щавелевой кислоте, не являющейся оксисоединением.
Анализ существующих представлений о химизме процессов на предварительной и основной дефекациях позволяет сделать заключение о том, что их основной недостаток заключается в несколько упрощенном представлении о диссоциации гидроксида кальция в водных растворах. Принято считать, что диссоциации идет по реакции:
Са (ОН)2 ^Са2 + +20Н“, (1)
в связи с чем основные реакции обусловлены ионами Са2+ и ОН-. Однако, являясь двухосновным соединением, гидроксид кальция имеет две ступени диссоциации^
Са(ОН)2 **СаОН + +ОН“ **Са2++2 ОН". (2)
Таким образом, одним из действующих компонентов известкуемых растворов становится комплексный одноосновный катион СаОН+, константа нестойкости (диссоциации) которого 3,47x10-2 (рК 1,46) [6], или 5,01 • 10-2 [7]. Следовательно, в диссоциированной части растворенного гидроксида кальция доля двухосновного иона кальция составляет только [(5,01— 3,47Ы0~2] 1/2=0,224—0,186, т. е. около
20%, остальная же часть — это комплексный ион СаОН+ (ион гидроксокальция). Следует полагать, что растворимость солей с этим одноосновным, подобно ионам щелочных металлов, катионом существенно выше, чем с ионом кальция, и потому реакции на предварительной и основной дефекациях, как и на других стадиях известково-углекислотной очистки, надо рассматривать, как результат совместного действия двух видов ионов кальция с учетом влияния третьего компонента системы — ионов гидроксила.
В начале преддефекации известь затрачивается на нейтрализацию свободных кислот диффузионного сока. Ион гидроксила'выводится из сферы реакции, диссоциация гидроксида кальция идет до образования иона Са2+ с его осаждающим действием. Последующие реакции обмена с солями диффузионного сока сопровождаются эквивалентным ростом концентраций ионов ОН~ и соответственно уменьшением доли ионов Са2+ в общей массе растворенного гидроксида кальция в пользу растворяющего иона СаОН+. Осаждающее воздействие ионов Са2+ и растворяющее СаОН+ выравниваются в оптимальной точке pH, индивидуальной для каждого из несахаров, а в среднем для их комплекса — при pH 10,8—11,0. При более высоких значениях pH в растворе превалирует растворяющее действие иона СаОН+, поэтому дальнейшее добавление извести как на преддефекации, так и особенно на основной дефекации может привести лишь к растворению части выпавшего ранее осадка. При этом решающую роль должна играть структура осадка. Нужно полагать, что осадок малорастворимых солей кальция более подвержен растворению, чем осадок белково-пектинового комплекса, состоящий из крупных молекул высокомолекулярных соединений, при котором растворяющее воздействие какой-то внешней части молекулы еще не ведет к ее переходу в раствор, а лишь увеличивает степень гидратации осадка. Именно этим можно объяснить известную устойчивость, например, осадка белка в условиях основной дефекации. Известно, что формирование крупнозернистой структуры осадка белково-пектинового комплекса путем прогрессивной преддефекации играет весьма существенную роль, улучшая не только седиментационно-фильтрационные свойства, но и способность противостоять растворяющему воздействию на основной дефекации.
Пептизирующая роль сахарозы на дефекации с рассматриваемой точки зрения также находит свое логическое объяснение. Как оксисоединение, сахароза образует с ионом СаОН+ сахарат (полусахарат) С12Н21О11 • СаОН, что должно снижать концентрацию ионов ОН- и увеличивать диссоциацию до ионов Са2+. Однако в присутствии сахарозы растворимость извести в виде сахарата увеличивается примерно на порядок, поэтому соотношение между ионами СаОН+ и Са2+ изменяется в пользу первых растворяющих ионов тем больше, чем больше воз-
II
растает pH при добавлении гидроксида кальция в диффузионный сок.
Из этого следует, что неполнота осаждения не-сахаров в присутствии сахарозы возрастает. Так,щавелевая кислота, кальциевая соль которой относится к одной из самых малорастворимых солей, на преддефекации осаждается на 87%, а такая оксикислота, как лимонная лишь на 30% [4].
Таким образом, неполнота осаждения несахаров, образующих малорастворимые соли кальция на предварительной и частичное их растворение на основной дефекациях, является объективным результатом соотношения действующих компонентов в системе диффузионный сок+гидроксид кальция. Глубокое пересатурирование преддефекованного сока до pH 8 и ниже, снижая концентрацию ионов ОН“ на три порядка, дает возможность довести до конца реакции осаждения под воздействием ионов Са2+ гидрокарбоната, а единственной мерой борьбы с растворением осадка на основной дефекации, ведущим к снижению эффективности последующей адсорбционной очистки на сатурации, является отделение этого осадка до основной дефекации [8].
ВЫВОДЫ
Причиной неполноты осаждения несахаров диффузионного сока, образующих малорастворимые соли и соединения с ионами кальция, на предварительной дефекации и частичного их растворения на основной является диссоциация гидроксида кальция в две ступени с образованием растворяющих ионов СаОН+ и осаждающих Са2+. Образование полуса-харата с ионом СаОН+ способствует увеличению растворимости осадка.
Меры борьбы с этим явлением — глубокое пересатурирование преддефекованного сока и отделение его осадка на основной дефекации.
Авторы выражают благодарность М. И. Даишеву за ценные советы при подготовке материалов работы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Силин П. М. Оптимальная pH предварительной дефекации и I сатурации / Вопросы технологии сахаристых веществ.— М.: Пищепромиздат, 1950.— С.64.
2. Сапронов А. Р.Бобровник Л. Д. Сахар М Лег. и пищ. пром-сть, 1981.— С. 115.
3. Глубокое пересатурирование при очистке сахарных соков/Даишев М. Й., Решетова Р. С. и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. —1984.— № 6.— С. 75—78.
4. Р е в а Л. П., С и м а х и н а Г. А., Л 0 г в и н В. М. Осаждение анионов органических кислот в условиях предварительной дефекации. // Сахарная пром-сть.— М.: ЦНИИТЭИпищепром.—1979.— № 7,—С. 17—20
5. Шнейдер Ф., Гофман-Вальбек р п. Технология сахара: Пер. с нем.— М.: Пищепромиздат —
1958,— С. 38.
6. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии М.: Химия, —1971,— С. 257.
7. Краткий справочник по химии / Под общ. ред. Кури ленко.— Киев: Наукова думка. —1974.— С. 338.
8. Даишев М. И., Решетова Р. С., Молоти лин Ю. И. Обработка преддефекованного сока пе-ресатурацией // Сахарная пром-сть.—1984.— № 11
С. 22—23.
Кафедра органической химии Кафедра технологии сахаристых
веществ Поступила 14 06.90
664.123.4:576.85
О МИКРОФЛОРЕ жомопрессовой воды ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СВЕКЛЫ, ПОРАЖЕННОЙ СЛИЗИСТЫМ БАКТЕРИОЗОМ
А. А ЛИПЕЦ, Н. А. ГУСЯТИНСКАЯ, Л. Р РЕШЕТНЯК, Ю Б НАВРОЦКИЙ
Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности
Слизистый бактериоз, развивающийся на подмороженных и оттаявших корнях, затрудняет переработку свеклы, ухудшает качественные и фильтра ционные показатели соков. Возбудителем слизистого бактериоза являются бактерии Ьеисипоз(ос тезеМе-го1(1ез, развивающиеся при 21—25° С в щелочной среде. В результате их жизнедеятельности ослизняет-ся содержимое клеток с растворением пектиновых веществ.
Изучалось влияние сульфата алюминия на микрофлору жомопрессовой воды ЖПВ при переработке свеклы, пораженной слизистым бактериозом, а также влияние при этом ее возврата на качество получаемого диффузионного сока при различной степени поражения свеклы слизистым бактериозом. С этой целью был выделен и установлен количественный состав микроорганизмов, развивающихся в ЖПВ, а также изучены их морфологические свойства. При этом изучалась инфицируемая микрофлора ЖПВ как в контрольной пробе, так и после обработки ее сульфатом алюминия.
Пробы воды отобраны на Чортковском сахарном
заводе в конце производственного сезона (декабрь) 1988 г. при содержании корней, пораженных слизистым бактериозом, до 10%. В исследуемых образцах определяли общее количество микроорганизмов методом последующих разведений и высевом проб из трех последних разведений в чашки Петри на мясопептонный агар МПА и суслоагар СА. Культивирование проводили при 30—37° С и 28—30° С. Через 24—28 ч прямым подсчетом выросших колоний устанавливали общее содержание микроорганизмов в 1 мл исследуемой пробы Одновременно дифференцированно учитывали колонии бактерий, дрожжей и мицеллиальных грибов. Усредненные результаты 5 серий опытов, представленные в табл. 1, показали, что в исследуемых образцах ЖПВ дрожжевые клетки спорообразующих и несовершенных дрожжей не обнаружены Анализируя полученные данные, необходимо отме тить ингибирующее действие сульфата алюминия в отношении микроорганизмов, присутствующих в ЖПВ. Так, общее содержание микроорганизмов в обработанной сульфатом алюминия ЖПВ было в
