Чорна Тетяна Миколаївна. Удосконалення технології вилучення сахарози з бурякової стружки із застосуванням полімерного біоцидного препарату

brief description

Чорна Тетяна Миколаївна. Удосконалення технології вилучення сахарози з бурякової стружки із застосуванням полімерного біоцидного препарату : Дис... канд. наук: 05.18.05 2007

Чорна Т.М. Удосконалення технології вилучення сахарози з бурякової стружки із застосуванням полімерного біоцидного препарату. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.05 Технологія цукристих речовин та продуктів бродіння. Національний університет харчових технологій, Київ, 2007.
Робота присвячена підвищенню ефективності бурякоцукрового виробництва шляхом удосконалення технології вилучення сахарози з бурякової стружки. В дисертаційній роботі представлені результати теоретичних та експериментальних досліджень щодо закономірностей екстрагування сахарози із застосуванням полімерного біоцидного препарату комплексної дії полігексаметиленгуанідину гідрохлориду (ПГМГХ).
Встановлено ефективність застосування ПГМГХ під час перероблення сировини різної технологічної якості. Досліджено механізм взаємодії ПГМГХ з пектиновими речовинами клітинного соку буряків. Визначено ефективність біоцидної дії ПГМГХ відносно мікрофлори живильної води та дифузійного соку. Запропоновано технологію вилучення сахарози з бурякової стружки із застосуванням ПГМГХ, яка пройшла випробування в промислових умовах. Розроблено та затверджено галузеву технологічну інструкцію і технологічний регламент по використанню дезінфекційного засобу Біодез” (на основі ПГМГХ) для дезінфекції технологічних вод та продуктів на підприємствах цукрової промисловості.

За результатами аналізу літературних даних, теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технологію вилучення сахарози з бурякової стружки із застосуванням полімерного біоцидного препарату ПГМГХ. Реалізація запропонованої технології дає можливість забезпечити підвищення ефективності бурякоцукрового виробництва за рахунок одержання дифузійного соку високої чистоти та зменшення втрат сахарози від мікробіологічного розкладання під час перероблення сировини різної якості.

Науково обґрунтовано і практично підтверджено перспективність застосування полімерного біоцидного препарату полігексаметиленгуанідину гідрохлориду, який поєднує в собі властивості флокулянту та антисептику, під час екстрагування сахарози з бурякової стружки. Дослідженнями встановлено, що введення ПГМГХ в живильну воду для екстрагування сахарози з бурякової стружки сприяє підвищенню чистоти дифузійного соку на 1,2-2,2 од. у порівнянні з контрольним дифузійним соком, ефекту очищення соку під час екстрагування - до 20-23 %. Крім того, встановлено, що введення ПГМГХ в живильну воду сприяє підвищенню чистоти соку ІІ сатурації на 0,7-1,1 одиниці, при цьому загальний ефект очищення соку складає 43-46 %.
Визначено, що підвищення чистоти дифузійних соків, одержаних із застосуванням ПГМГХ, забезпечується за рахунок коагуляції високомолекулярних сполук клітинного соку буряків. Так, вміст високомолекулярних сполук в дифузійних соках зменшується в середньому на 12-18 %, пектинових речовин на 15-25 %. Встановлено, що застосування ПГМГХ під час екстрагування є ефективним як у разі перероблення кондиційної сировини, так і буряків після тривалого зберігання.
За допомогою методів математичного моделювання розроблені рівняння, що описують залежності технологічних показників дифузійного соку від витрат ПГМГХ. На основі одержаних моделей розраховано оптимальні витрати ПГМГХ під час екстрагування сахарози з бурякової стружки, що складають 0,004 % до маси буряків.
На основі досліджень мікроструктури пектинових речовин буряків вивчено механізм взаємодії пектинових речовин з ПГМГХ, який полягає в утворенні структурованих агрегатованих сполук пектинових речовин з ПГМГХ, що сприяє меншому їх переходу в дифузійний сік. Під час введення в систему пектин-ПГМГХ іону кальцію утворюється осад з більш щільною, упорядкованою структурою.
Підтверджено високу ефективність бактерицидної та фунгіцидної дії ПГМГХ відносно мікрофлори дифузійного соку та живильної води. Встановлено, що у разі застосування ПГМГХ у кількості 0,0016 % до маси буряків під час перероблення кондиційної сировини ефект знезараження становить 92,8 %, а частково уражених слизистим бактеріозом (до 10 %) 84,6 %. З підвищенням витрат ПГМГХ до 0,003 % до маси буряків у разі перероблення сировини, ураженої слизистим бактеріозом, ефект знезараження досягає 90,3 %.
Розроблено спосіб екстрагування сахарози з бурякової сировини, який передбачає попереднє оброблення стружки 0,1-0,2 %-им розчином ПГМГХ перед процесом екстрагування та введення препарату в живильну воду. Загальні витрати ПГМГХ під час екстрагування сахарози складають 0,004 % до маси буряків, при цьому 80 % витрат використовується для оброблення стружки, а 20 % - для підготовки води. Дослідженнями встановлено, що розроблений комбінований спосіб введення ПГМГХ під час екстрагування сахарози є більш ефективним як з точки зору покращення показників технологічної якості дифузійного та очищеного соків, так і для пригнічення розвитку мікробіологічних процесів у дифузійному апараті.
Промислові випробування антисептику Біодез”, діючою речовиною якого є ПГМГХ, у виробничих умовах Іванопільського цукрового заводу підтвердили високий біоцидний ефект препарату. Так, у разі періодичного введення антисептику Біодез” в дифузійну установку у кількості 0,0004 % (по масі діючої речовини) до маси буряків 2-4 рази на добу спостерігається зменшення приросту молочної кислоти у дифузійному соку на 40-45 %, та вмісту нітритів на 50-60 %, що в цілому сприяє зменшенню втрат сахарози від мікробіологічного розкладання на 0,05-0,1 % до маси буряків.
Промислові випробування технології екстрагування сахарози з бурякової стружки з використанням ПГМГХ для оброблення бурякової стружки та підготовки живильної води на Іванопільському цукровому заводі показала її ефективність, з точки зору покращення показників технологічної якості дифузійного та очищеного соків. Дослідженнями встановлено підвищення ефекту очищення соку під час екстрагування сахарози до 20-22 %. Чистота соку ІІ сатурації та сиропу підвищується на 0,8-1,2 одиниці. Загальний ефект очищення соків у разі роботи заводу згідно розробленого способу з використанням препарату ПГМГХ під час екстрагування сахарози підвищується до 40-45 %. Підвищення показників якості дифузійного та очищеного соків, зменшення втрат сахарози від мікробіологічного розкладання сприяє підвищенню виходу готової продукції на 0,2-0,4 % до маси буряків. Економічний ефект від впровадження складає 274500 грн. на 100000 т перероблених буряків (у цінах 2005 року).
Розроблено та затверджено галузеву технологічну інструкцію, а також технологічний регламент по використанню дезінфекційного засобу Біодез” (на основі полігексаметиленгуанідину гідрохлориду) для дезінфекції технологічних вод та продуктів на підприємствах цукрової промисловості.