Ім'я файлу: ПАР №4.docx
Розширення: docx
Розмір: 40кб.
Дата: 25.05.2022
скачати
Пов'язані файли:
vimogu.docx
Delta-X-1.231-User-Manual-Ukr.pdf

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «УКРАЇНСЬКИЙ

ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

Кафедра технологій

природних і синтетичних полімерів,

жирів та харчової продукції

Індивідуальне домашнє завдання 4

з дисципліни «Технологія харчових поверхнево- активних речовин»

тема: « Використання ПАР у виробництві цукру»

Виконав:

студент групи 5-ТЖ-87

Яременко Вікторія Олегівна

Перевірив:

старший викл. Філінська А.О



м. Дніпро, 2021

ЗМІСТ
ВСТУП
3

1
ЗАСТОСУВАННЯ ПАР У ВИРОБНИЦТВІ ЦУКРУ
4




1.1

Використання АМГС ( ацетильовані моногліцериди стеаринової кислоти) у виробництві цукру
4




1.2

Доцільність застосування харчових ПАР у процесах виробництва білого цукру
6




1.3

Вітчизняні піногасники для цукрового виробництва
7




1.4

Піногасник ПГ – 3, що застосовується у цукровому виробництві
8




ВИСНОВКИ
10




СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
11

ВСТУП

Поверхнево-активні речовини (ПАР) є хімічними сполуками, які здатні адсорбуватися на межі розділу фаз. Адсорбуючись як мономолекулярний шар, ПАР можуть істотно змінювати молекулярну взаємодію дотику фаз, знижувати поверхневий натяг розчину, унаслідок чого змінюються швидкості обміну речовин між фазами: швидкість випаровування, розчинення, конденсації, кристалізації. Ці зміни відбуваються під впливом мізерно малих кількостей ПАР [1].

Поверхнево-активними речовинами у водних розчинах на межі поділу з повітрям або власною парою є органічні речовини, молекули яких складаються з асиметрично розташованих полярної групи та вуглеводневого радикалу (спирти, карбонові кислоти та ін, а також їх лужні солі).

Вихід та якість цукру-піску значною мірою залежать від правильного проведення процесів кристалізації цукру та центрифугування утфелів. Для поліпшення та інтенсифікації проведення технологічних процесів застосовують поверхнево-активні речовини (ПАР). Найбільший ефект від застосування харчових ПАР досягається при переробці сировини погіршеної якості, у процесах отримання та центрифугування утфелів ІІ та ІІІ кристалізацій[2], [3].

Поверхнево-активні речовини у цукровому виробництві сприяють вирішенню важливих технологічних завдань:

- зниження спінювання;

- зменшення в'язкості сахарсодержащих розчинів;

- Поліпшення процесів отримання та центрифугування утфелів.

1 ЗАСТОСУВАННЯ ПАР У ВИРОБНИЦТВІ ЦУКРУ

1.1 Використання АМГС ( ацетильовані моногліцериди стеаринової кислоти) у виробництві цукру
Серед відомих харчових ПАР значне місце займають похідні гліцерину та жирних кислот. Одним із представників цих ПАР є ацетильовані моногліцериди стеаринової кислоти (АМГС).

АМГС - хімічні сполуки, в яких одна гідроксильна група гліцерину етерифікована стеариновою кислотою, а друга (АМГС 50% ступеня ацетилювання) або третя (АМГС 100% ступеня ацетилювання) гідроксильні групи - оцтовою кислотою.

Дистильовані ацетильовані моногліцериди повинні відповідати таким вимогам:

- Температура плавлення, 0С 28-30;

- кислотне число, мг КОН, трохи більше 2;

- масова частка пов'язаної оцтової кислоти, %, трохи більше 23;

- масова частка основної речовини, %, щонайменше 80.

АМГС застосовують у процесах кристалізації цукру. Технологічна ефективність їх застосування виявляється у припиненні піни, зниження в'язкості, зменшенні адгезії утфелів, підвищенні швидкості кристалізації цукру, що сприяє скороченню тривалості їх уварювання та поліпшенню гранулометричного складу цукру.

Ефективність впливу АМГС на перебіг процесів кристалізації утфелів збільшується зі зниженням технологічних якостей буряків, що надходять на переробку, а також при додаванні їх до утфелів проміжної і особливо останньої ступенів кристалізації.

Застосування АМГС у період переробки буряків з низькими технологічними якостями дає можливість скоротити тривалість уварювання утфелів останнього ступеня кристалізації.

При переробці здорового буряка хорошої технологічної якості утруднень при уварюванні утфелів I кристалізації, як правило, не спостерігається. Доцільність застосування ПАР у цей період може бути викликана полегшенням отримання рівномірних кристалів цукру та запобіганням утворенню "борошна". Величина добавки ПАР у таких випадках становить 30 мг/кг утфелю.

При уварюванні утфелів І ступеня кристалізації з доброякісністю нижче 90% виникає необхідність інтенсифікації процесу, особливо в останній період. Величина добавки ПАР під час роботи з такими утфелями може бути збільшена до 50 мг/кг утфелю.

Утфелі проміжної та останньої ступенів кристалізації відрізняються збільшеною в'язкістю, підвищеною здатністю до піноутворення та низькими швидкостями кристалізації.

Застосування ПАР істотно впливає на зменшення в'язкості та збільшення плинності утфелів. Величина добавок ПАР диференціюється залежно від якості утфелів, що уварюються, і становить 50-100 мг/кг утфелю.

Добавка ПАР до утфелю в кристалізатори перед центрифугуванням скорочує цикл фуговки, покращує якість цукру, отриманого з утфелю останнього ступеня кристалізації, усуває залипання сит, сприяє легкій вивантаження цукру із центрифуг.

Величина добавки ПАР може становити від 50 до 100 мг/кг утфелю залежно від в'язкості та інших факторів, що негативно впливають на центрифугування [1].


1.2 Доцільність застосування харчових ПАР у процесах виробництва білого цукру
Механізм зародження бульбашок пара в киплячій утфельній масі на тепловіддаваючій поверхні парової камери вакуум-апарата складніший, ніж в однокомпонентних рідких системах.

Для посилення інтенсивності кристалізаційних процесів цукрових розчинів їх слід проводити без підвищення потенціалу пари, що гріє. Зниження температурного потенціалу в цукровій промисловості забезпечується за рахунок застосування поверхнево-активних речовин (ПАР)[4].

Вони впливають на концентраційний шар і тим самим покращують у ньому зустрічне перенесення реагуючих мас, знижуючи їх гідродинамічний опір.

Додавання ПАР в утфель, що уварюється, призводить до зміни його реологічних характеристик. Як наслідок, зростає спінювальна здатність цукрових розчинів (зокрема, це стосується утфельних мас та між кристального розчину), а також активізується взаємодія кристалів цукру та оточуючих розчинів. Крім того, завдяки дифільній будові (змісту гідрофільних та ліпофільних частин) ПАР посилюють здатність розчинів до змочування поверхні нагрівання вакуум-апаратів [5].

Відомо також про здатність цих речовин адсорбуватися на межах розділу фаз у вигляді мономолекулярного шару, що підвищує швидкість обміну речовин між фазами.

Поверхнево-активні речовини впливають на поверхневий натяг середовища, викликаючи його ослаблення, тому їх застосування уповільнює закипання утфелю та утворення критичної парової бульбашки. При цьому підвищується змочувальна здатність цукристих розчинів (сиропу, клерівки, набряку) і утфелів, що забезпечує більш ефективне випарювання соку і уварювання утфелів [6].

Механізм впливу ПАР у процесі кристалізації сахарози досить складний. Головним чином це пов'язано з тим, що кристалізація сахарози у вакуум-апараті протікає в умовах взаємодії сахарози з розчинником у присутності різних не цукрів[7].

Основною перевагою введення ПАР у виробництво утфелів можна віднести їхню стабілізуючу дію на систему, що підвищує їх агрегативну стійкість. Стабілізація системи рахунок дії ПАР дозволяє поліпшити гранулометричний склад кристалів цукру під час масової кристалізації сахарози.
1.3 Вітчизняні піногасники для цукрового виробництва
Для збільшення енергоефективності, інтенсифікації виробництва на цукрових заводах дедалі ширше застосування знаходять допоміжні хімічні реагенти. Одними з таких реагентів є піногасники, що використовуються на різних стадіях цукрового виробництва від миття цукрових буряків до уварювання утфелю. У виробництві цукру піноутворення може відбуватися на всіх ділянках технологічного потоку. Здатність розчинів утворювати піну визначає з особливими властивостями розчинених у них речовин, званих піноутворювачами.

Відповідно, як джерела піноутворення в цукровому виробництві можуть виступати різні фактори, пов'язані з якістю сировини, нарущенням технологічного режиму, дефектами обладнання та неправильною його експлуатацією, мікробіологічними процесами та ін.

Внаслідок того, що на різних стадіях цукрового виробництво піни відбувається при варіюючих температурах, рН середовища, за рахунок різних поєднань та концентрацій поверхнево-активних речовин (сапоніни, пектини, амінокислота, білки та ін.), піногасники, ефективні водної піниться середовищі, надають з малоефективними в іншій, що призводить до необхідності використання різних їх марок.

Ефективна витрата піногасників становить від 10 до 3 0 г на 1 т буряка, що переробляється.

Наприкінці сезону при переробці буряків низької якості відбувається посилення ціноутворення у зв'язку з підвищенням у клітинному соку цукрових буряків. у 2-2,5 рази вміст піноутворювачів, крім того, при переробці буряків низької якості температуру екстрагування знижують, що призводить до підвищення стійкості піни та збільшення видаткових норм піногасника.

Точніші норми витрати піногасників повинні бути визначені безпосередньо на кожному заводі. З огляду на те, що численні фактори, що впливають на освіту і міцність, що утворюється піни, на різних підприємствах на одних і тих же стадіях виробництва різні, це призводить до необхідності застосування різних марок піногасників і різним нормам їхньої витрати[8].
1.4 Піногасник ПГ – 3, що застосовується у цукровому виробництві
Піна у проміжних продуктах цукрового виробництва погіршує технологічний процес: фільтрування соку та промивання осаду, уварювання утфелю, зменшує продуктивність апаратів, погіршує роботу випарної установки, підвищує кольоровість продукту, вихід меляси, як наслідок, знижує вихід цукру. Усунути причини утворення піни та зруйнувати існуючу піну можна за допомогою спеціальних гасників.

Сфера застосування піногасника ПГ – 3 у цукровому виробництві досить велика, що робить його універсальним. Так, у процесі дифузії він дозволяє інтенсифікувати екстракцію сахарози, дає можливість працювати на тоншій буряковій стружці, зменшує втрати в жому на 0,05-0,5% до маси буряка, що переробляється. Витрата піногасника ПГ – 3 при цьому становить 2-3 кг на 100 тонн буряка, що переробляється, а в умовах погіршення якості сировини збільшується до 5 кг.

Застосування піногасника ПГ – 3 на дефекосатурації забезпечує гасіння піни на 80-85% та покращує седиментаційно-фільтраційні властивості осаду. Завдяки явно вираженій флокуляційній дії ПГ – 3 швидкість відстоювання нефільтрованого соку зростає на 25-30%, що зменшує розкладання сахарози у відстійниках. Витрата піногасника ПГ - 3 при цьому становить 2-3 кг на 1000 тонн буряка, що переробляється. В умовах погіршення якості сировини обсяг використання піногасника ПГ – 3 збільшується до 5 кг на цю ж масу буряків, що переробляються.

Використання піногасника ПГ – 3 при уварюванні цукрових утфелів всіх ступенів кристалізації дозволяє зменшити час уварювання, отримати цукор-пісок покращеного гранулометричного складу, скоротити втрати цукру від термічного розкладання сахарози. Витрата піногасника ПГ – 3 становить близько 140 г на один цикл уварювання утфелю I кристалізації продукту і близько 200 г на один цикл уварювання утфелю останньої кристалізації на 40-тонний варильний апарат. Щоб дія піногасника ПГ – 3 була ефективною, його слід використовувати за відносно високих температур середовища (65 градусів і вище). При цьому необхідно звернути увагу на те, що у слаболужних та лужних середовищах з підвищенням pH сильніше виявляються піногасні властивості ПГ – 3, а із зменшенням pH – флокуляційні.

Піногасник марки ПГ-3 відноситься до харчових поверхнево-активних речовин.

Піногасник ПГ-3 - це складні ефіри полігліцерину з жирними кислотами.

Застосовується у цукровій промисловості, виробництві цукристих кондитерських виробів[9],[10].

Переваги застосування ПГ-3:

- підвищується продуктивність обладнання;

- скорочуються втрати цукру та зменшується витрата теплоенегргії,

- покращується якість готової продукції.

ВИСНОВКИ
В дані роботі наведено застосування ПАР у виробництві цукру. Можна зробити висновок, що використання ПАР є доцільним у цукровому виробництві.

АМГС застосовують у процесах кристалізації цукру. Вони впливають на припинення піни, зниження в'язкості, також зменшенні адгезії утфелів, підвищенні швидкості кристалізації цукру, що сприяє скороченню тривалості їх уварювання та поліпшенню гранулометричного складу цукру.

Додавання ПАР вливає на зміну реологічних характеристик

Використання піногасника ПГ – 3 при уварюванні цукрових утфелів всіх ступенів кристалізації дозволяє зменшити час уварювання, отримати цукор-пісок покращеного гранулометричного складу, скоротити втрати цукру від термічного розкладання сахарози.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

  1. Поверхностно-активные вещества [Електронний ресурс] URL: https://sugar.ru/node/15287

  2. Хомічак Л. Передові технології виробництва цукру // Харчова і переробна промисловість: Щомісячний науково-виробничий журнал Держпрому, Нац. Університету харчових технологій та ТОВ "Украгропак". - К., 2007. - №4. - с. 20-23.

  3. Белік В. Стан та проблеми цукрової промисловості // №9-10. Техніка АПК.-2003, с. 34-36

  4. Славянский, А.А. Специальная технология сахарного производства: учеб. пособие / А.А. Славянский. – 2-е изд., испр.– СПб. : Лань, 2020. – 216 с.

  5. Славянский, А.А. Особенности и интенсификация процессов уваривания, охлаждения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации: монография / А.А. Славянский, М.Б. Мойсеяк. – М. : МГУПП, 2007. – 108 с.

  6. Патент РФ 2507271 С1, С13В 30/02. Способ уваривания утфеля I кристаллизации / А.А. Славянский, Е.А. Сергеева, Н.Н. Лебедева, С.А. Макарова. – Опубл. 20.02.2014, Бюл. № 5.

  7. Сидоренко, Ю.И. Влияние поверхностно-активных веществ на технологические свойства сахара при его промышленной переработке / Ю.И. Сидоренко, А.А. Славянский, Ю.А. Султанович // Хранение и переработка сельхозсырья. – 1999. – № 11. – С. 24–26.

  8. Ананьева П.А. Использование пеногасителя Лапрол ПС-1 в сахарной промышленности / П.А. Ананьева, И.И. Селютина, Л .И. Беляева // Сахар. - 2004 . - №4. - С. 42-43 .

  9. «Применение пищевых ПАВ для интенсификации технологических процессов продуктового отделения сахарного завода»//А.А. Славянский, М.Б. Мойсеяк, В.М. Доденко, Л.С. Петрова - М.: МГУПП, 2005. - 22 с.

  10. ПАВ, применяемые в сахарном производстве [Електронний ресурс] URL: https://megaobuchalka.ru/13/37979.html

скачати

© Усі права захищені
написати до нас