Использование целлюлозы для

Управляя процессом кристаллизации в сахарном производстве, необходимо поддерживать постоянные технологические показатели исходных продуктов для уваривания утфелей. Цветность полупродуктов, поступающих на первую ступень кристаллизации для получения белого сахара, соответствующего ГОСТ 31895-2012, должна быть не более 375-400 ед. ICUMSA. При этом цветность белого сахара категории «Экстра» должна быть не более 45,0 ед. ICUMSA [1]. В процессе уваривания утфелей II и III продуктов может происходить нарастание цветности, отражающееся на качестве желтых сахаров. Для снижения цветности и удаления взвесей их направляют на сульфитацию и фильтрование, но данной обработки недостаточно. Эффективное удаление красящих веществ возможно при использовании дополнительных реагентов [2] или при помощи адсорбционной очистки [3].

Рядом учёных для очистки производственных сахаросодержащих растворов признана высокая эффективность сорбентов на основе целлюлозы [4]. В настоящее время фильтрующие средства на основе органических возобновляемых сырьевых ресурсов (целлюлоза, древесные и растительные волокна) становятся всё более востребованными [5, 6]. Их использование имеет множество преимуществ: экономичность, экологичность при утилизации, безопасность в использовании, надёжность и эффективность в применении.

Для проверки целесообразности дополнительной адсорбционной очистки клеровок желтых сахаров с использованием целлюлозы проведен ряд экспериментов.

Предварительно исследовали клеровку желтого сахара II и III ступени кристаллизации с Лебедянского сахарного завода (таблица 1)

Т а б л и ц а 1

Качественные показатели клеровки желтого сахара II и III кристаллизации

Показатели	Клеровка II продукта	Клеровка III продукта
Массовая доля сухих веществ, %	73,3	73,5
Массовая доля сахарозы, %	71,5	70,6
Чистота, %	97,61	96,05
Цветность, ед. опт. пл.	472,5	1021,5
Массовая доля редуцирующих веществ, %	0,046	0,096
Массовая доля солей кальция в пересчете на СаО, %	0,03	0,03

Опыты по адсорбционной очистке клеровок желтого сахара II и III кристаллизации осуществляли при температуре 75 °С в течение 10 мин при периодическом перемешивании. Расход целлюлозы варьировали от 25 до 100 мг на 100 г клеровки. После контакта и фильтрования в обесцвеченных клеровках определяли цветность и рассчитывали эффект обесцвечивания (таблицы 2-3).

Т а б л и ц а 2

Показатели клеровки желтого сахара II после обработки целлюлозой

Показатель	Массовая доля целлюлозы, %
	0	0,025	0,050	0,100
Цветность, ед. опт. пл.	472,5	462,5	435	459,75
Эффект обесцвечивания, %	-	2,12	7,94	2,70

Т а б л и ц а 3

Качественные показатели клеровки желтого сахара III после обработки целлюлозой
Показатель	Массовая доля целлюлозы, %
	0	0,025	0,050
Цветность, ед. опт. пл.	1021,5	944,39	935,48
Эффект обесцвечивания, %	-	7,55	8,42

Результаты испытаний показали способность целлюлозы адсорбировать красящие вещества сахарного производства.

Для оценки эффекта обесцвечивания в зависимости от массовой доли сухих веществ готовили клеровки жёлтого сахара концентрацией 55, 60, 65 % с последующей адсорбционной очисткой целлюлозой. По результатам эксперимента построена изотерма адсорбции красящих веществ (рисунок 1).

Рисунок 1. Изотерма адсорбции красящих веществ клеровки желтых сахаров

Изотерму Лэнгмюра рассчитывали по уравнению:

a = KC/(1+lC),

Определены константы уравнения:

K=0,006532, l =0,3059

По результатам эксперимента построена

Расход адсорбента, шУ100 г

Рисунок 2. Номограмма для определения расхода адсорбента в зависимости от концентрации клеровки

Установлено, что эффект обесцвечивания уменьшается с увеличением концентрации клеровки, что обусловлено повышенной вязкостью раствора. Рациональный расход адсорбента - 0,040-0,065 % к массе клеровки. Увеличение эффекта обесцвечивания при большем расходе адсорбента незначительно и экономически не оправдано.