Меню Услуги

Технология получения пищевой глюкозы. Часть 2.


Страницы:   1   2   3

Узнай стоимость написания такой работы!

Ответ в течение 5 минут! Без посредников!

1.3. Физические и химические свойства глюкозы

Глюкоза (glucose) — шестиатомный моносахарид, наиболее распространенный в природе, входит в состав олиго- и полисахаридов, гликопротеинов  (рис. 1).

Рисунок 1. Конфигурация молекулы глюкозы

Бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, растворимое в воде, растворимо в реактиве Швейцера (аммиачном растворе гидроксида меди Cu(NH3)4(OH)2), в концентрированном растворе хлорида цинка и концентрированном растворе серной кислоты. Молярная масса 180,16 г/моль. Плотность 1,54 г/см. Растворимость в 100 мл Н2О – 82 г при 25 0С, 154 г при 15 0С.

Химические свойства глюкозы

Алкилирование. Результат взаимодействия зависит от природы алкилирующего агента и условий реакции. Метанол в присутствии сухого НСl метилирует только полуацетальный или полукетальный гидроксил. Алкилирование остальных гидроксильных групп удается осуществить только действием сильных алкилирующих средств,  например,  диметилсульфата (СН3)2SO4  и  щелочи.

Ацилирование. Глюкоза легко этерифицируется с образованием сложных эфиров. Ацилирование обычно осуществляют избытком уксусного ангидрида в присутствии кислотных (H2SО4, ZnCl2) или основных (CH3COONa) катализаторов[5].

В результате взаимодействия D-глюкозы с избытком фенилгидразина сначала образуется фенилгидразон, который дегидрируется второй молекулой фенилгидразина, превращающейся при этом в аммиак и анилин с формированием второй карбонильной группы.

На этой реакции основан один из способов укорочения цепи глюкозы:

Дегидратация оксима при действии уксусного ангидрида сопровождается одновременным ацилированием всех гидроксигрупп. В результате последующей переэтерификации с образованием метилацетата и одновременного отщепления HCN образуется альдоза с углеродной цепью, укороченной по сравнению с исходной на один атом углерода, — D-арабиноза.

Дегидратация глюкозы [6] происходит при действии минеральных кислот и приводит к производному фурана — 4-гидроксиметилфурфуролу, который, теряя молекулу муравьиной кислоты, превращается в левулиновую (4-оксопентановую) кислоту.

Окисление глюкозы [6] можно осуществить различными по силе окислителями, которые, соответственно этому, дают разные продукты окисления.

Глюкоза окисляется до гликоновой кислоты в мягких условиях такими слабыми окислителями, как:

– бромная вода Вr2/Н2О

– реактив Толленса  (реакция «серебряного зеркала»):

– раствор Фелинга: CuSО4 + NaOH + KOOC-CHOHCHOHCOONа.

В результате реакции выпадает красный осадок оксида меди

Сильные окислители, например, концентрированная HNO3, окисляют оба концевых атома углерода глюкозы с образованием сахарных (гликаровых) двухосновных кислот

В щелочной среде окисление обычно идет с разрывом С-С связи и образованием продуктов окисления с меньшей длиной углеродной цепи.

Расщепление глюкозы осуществляют также действием периодат-иона IO-4  или тетраацетата свинца (СН3СОО)4Рb — специфических реагентов.

Анализ продуктов окисления позволяет установить строение моносахаридов.

Восстановление глюкозы [6] амальгамой натрия в разбавленной H2SO4, NaBH4 в воде или каталитически водородом над Ni, Pt, Pd идет легко, с образованием  многоатомных спиртов. Глюкоза при восстановлении дает D-сорбит.

Отличительным свойством моносахаридов является их способность вступать в анаэробное (без доступа кислорода) расщепление под влиянием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. Такие процессы называются брожением [12].

Характер продуктов брожения зависит от типа микроорганизма, условий, при которых оно осуществляется (рН, наличие или отсутствие кислорода, природа субстрата и т. д.).

Спиртовое брожение – это расщепление глюкозы в анаэробных условиях смесью ферментов – зимазой, которую выделяют дрожжевые грибки.

В результате анаэробного ферментативного расщепления глюкоза превращается в пировиноградную кислоту, которая декарбоксилируется пируватдекарбоксилазой.

Образующийся уксусный альдегид восстанавливается до этанола восстановленным никотинамидадениндинуклеотидом (НАД·Н), входящим в состав фермента алкогольдегидрогеназы.

Уксуснокислое брожение осуществляется в присутствии  кислорода и в качестве основного продукта получают уксусную кислоту. В атмосфере воздуха возникающий в процессе брожения спирт окисляется кислородом при катализе алкогольоксидазой, выделяемой уксуснокислыми бактериями (Acetobacter).

При ферментативном брожении под действием Lactobacillusdelbruckii пировиноградная кислота восстанавливается до молочной кислоты с помощью НАД·Н [6].

Лимоннокислое брожение глюкозы можно осуществить под действием Aspergillusniger, Citromycespfefferianus, Citromycesgraber.

Реакция «серебряного зеркала» — это реакция восстановления серебра в аммиачном растворе оксида серебра (реактив Толленса). В водном растворе аммиака оксид серебра образует комплексное соединение — гидроксид диамин серебра, при действии которого на альдегид происходит окислительно-восстановительная реакция с образованием соли аммония

R-CH=O + 2 [Ag(NH3)2]OH => RCOONH4 + 2 Ag +3 NH3 + H2O.

Серебряное зеркало образуется в том случае, если восстанавливающееся серебро осаждается на гладких стенках сосуда из не слишком концентрированных растворов. Малейшие загрязнения мешают восстанавливающемуся серебру прикрепиться к стеклу и заставляют его выделяться в виде рыхлого осадка.

Кетоны окисляются значительно труднее, чем альдегиды, поэтому кетоны не дают реакции «серебряного зеркала», поэтому реакция «серебряного зеркала», может использоваться как качественная реакция на альдегиды. Так, реакцию «серебряного зеркала», можно использовать как отличительную между глюкозой  и  фруктозой. Глюкоза  относится  к  альдозам  (содержит альдегидную группу в открытой форме), а фруктоза — к кетозам (содержащие кетогруппу в открытой форме). Поэтому глюкоза дает реакцию «серебряного зеркала», а  фруктоза – нет [7].

1.4. Технология получения пищевой глюкозы

Пищевая глюкоза получается из крахмала более высокого качества, как картофельного — так и кукурузного. Сироп подвергают более тщательной очистке костяным или древесным активированным углем. Уваренный сироп охлаждается до 40 и к нему добавляется затравка из готовой глюкозы. Массу перемешивают, постепенно охлаждают и разливают в ящики из оцинкованного железа, по 45 — 50 кг в ящик. По истечении двух суток застывшая глюкоза извлекается из ящиков и поступает к потребителю в виде плит или в измельченном виде [4].

Гранулированная пищевая глюкоза — сахаристый продукт в гранулах размером 2 — 3 мм, в основном состоящий из глюкозы. По внешнему виду гранулированная глюкоза представляет собой гранулы белого или кремового цвета [2].

Пищевую глюкозу и техническую ксилозу получают выделением этих моноз из гидролизатов. Технология производства состоит из инверсии гидролизатов, удаления из них минеральных кислот, адсорбционной и ионообменной очистки от минеральных и органических примесей. Для производства глюкозы используют гидролизаты, получаемые при гидролизе целлолигнина концентрированного. Выход глюкозы составляет до 30 % к весу абсолютно сухого сырья. Маточный раствор после выделения кристаллического сырья. Наибольший выход ксилозы — до 30 % к весу абсолютно сухого сырья получается из кукурузной кочерыжки [4].

Из гидролизатов можно получать пищевую глюкозу, техническую ксилозу, ксилит, сорбит, глицерин, этиленгликоль, фурфурол, этиловый и бутиловый спирты, ацетон, белково-витаминные дрожжи и другие ценные продукты. Наиболее перспективным направлением переработки моноз является каталитическое превращение их в полупродукты для органического синтеза, а также биосинтез белковых веществ, витаминов и антибиотиков.

Из лигнина получают фенолы, ацетат кальция, активированный уголь, бензол, толуол наполнители для каучуков [4].

Существуют технологии получения заменителя сахара — пищевой глюкозы из почти бесплатного сырья — древесины. По одной из этих технологий, разработанной немецкими и советскими специалистами в 30 — 50 — е годы, древесная щепа (или опилки) заливается сначала 37 % — й, а затем 41 % — й соляной кислотой при охлаждении. Второй раствор упаривают, глюкозу выделяют кристаллизацией и очищают от соли обработкой малым объемом воды. Первый раствор (загрязненный) идет на получение дрожжей или спирта [6].

Кроме патоки, на крахмалообрабатывающих предприятиях получают техническую и пищевую глюкозу и декстрины. Последние являются продуктами неполного гидролиза крахмала [6].

Гидролиз древесины — каталитический процесс взаимодействия полисахаридов растительных тканей с водой, проводимый с целью превращения нерастворимых в воде полисахаридов в монозы. Этот процесс является основным для гидролизных производств, назначение которых — синтезировать пищевые, кормовые и технические продукты. При гидролизе древесины получают растворы моноз (гидролизаты), летучие вещества ( уксусная, муравьиная кислоты, метиловый спирт) и твердый остаток ( до 30 % от сырья) — гидролизный лигнин. Из гидролизатов можно получить кристаллизацией моноз пищевую глюкозу и техническую кислоту; гидрированием с последующим гидрогенолизом — глицерин, этиленгликоль, пропиленгликоль; дегидратацией моноз — фурфурол, левулиновую кислоту; окислением — глюконовую, триоксиглутаровую и другие органические кислоты; брожением — этиловый и бутиловый спирты, ацетон, белково-витаминные дрожжи, антибиотики [6].

Весьма интересно использование амилаз при получении паток и сахаристых продуктов методом двойного гидролиза, когда ферменты применяются на второй стадии гидролиза, после кислотного. Они обеспечивают более глубокий распад, расщепление декстринов и, следовательно, повышение содержания Сахаров. При этом обеспечивается возможность широких изменений состава и физико-химических свойств продуктов. Представляет интерес процесс получения из крахмала глюкозных продуктов (пищевая глюкоза, глюкозный сахар), в котором главную роль играет глюкоамилаза. В производстве глюкозы применяют смесь препаратов из Asp. В Японии глюкозу получают исключительно ферментативным гидролизом с большим выходом [10].

Синтез глюкозы из формальдегида в присутствии гидроксида кальция впервые был произведён А.М. Бутлеровым в 1861 году.

Одна из группа растительных О-гликозидов — цианогенные гликозиды (содержатся в семенах некоторых растений), агликоновый компонент которых образован из б-циангидринов. Их особенностью является способность выделять глюкозу при ферментативном гидролизе, которому они подвергаются чрезвычайно легко [13].

Ферментативный гидролиз крахмала [8] и крахмалоподобных полисахаридов происходит под действием амилаз. Амилаза превращает крахмал в декстрины (олигосахариды, содержащие 6-10 остатков D-глюкозы) и небольшое количество мальтозы. Эта стадия гидролиза идет быстро и фиксируется резким падением вязкости раствора. Декстрины далее медленно гидролизуются при участии фермента в-амилазы с образованием мальтозы. Под действием фермента мальтазы происходит гидролиз мальтозы до глюкозы.

Синигрин — простейший представитель группы гликозидов, которые расщепляются ферментом мирозином, специфичным для данного класса соединении. Синигрин в виде калиевой соли содержится в семенах черной горчицы и в хрене. Под действием мирозина он расщепляется на D-глюкозу, горчичное масло или аллилизотиоцианат и бисульфат калия (рис.2).

Рисунок 2. Схема расщепления глюкозы

Мальтоза — солодовый сахар, природный дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы; содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде) ячменя, ржи и других зерновых.

В результате гидролиза сахарозы (тростникового сахара) образуются глюкоза и фруктоза.

Гидролиз разбавленной кислотой [11] производится при температуре 120-190 0 С и давлении выше атмосферного

Гидролиз концентрированной кислотой производится при температуре 55-65 0 С и атмосферном давлении

Узнай стоимость написания такой работы!

Ответ в течение 5 минут! Без посредников!

Ферментативный гидролиз производится при температуре 40-60 С и атмосферном давлении

1.5. Получение ангидридной глюкозы

Технология получения кристаллической глюкозы из сиропов ферментативного гидролиза крахмала — двухстадийная. На первой стадии из сиропов получают глюкозу в ангидридной форме фармакопейного качества, на второй стадии — пищевую гидратную глюкозу [13].

Как известно, образование в глюкозных растворах кристаллов гидратной или ангидридной глюкозы зависит от температуры. При температуре ниже +50 °С образуются кристаллы глюкозы гидратной с содержанием одной молекулы кристаллизационной воды. Глюкоза ангидридная (безводная) кристаллизуется при температуре выше +50 °С. Получаемые кристаллы обоих видов существенно отличаются по форме и наличию влаги, что заметно влияет  на  условия  технологических  режимов  растворения,  кристаллизации, центрифугирования, сушки, хранения кристаллической глюкозы и на ее качество.

Кристаллизация ангидридной глюкозы происходит с высокой скоростью, в 5–7 раз быстрее гидратной. Процесс кристаллизации можно проводить как в изотермических условиях при уваривании утфелей в вакуум-аппарате, так и в изогидрических условиях при охлаждении утфелей в кристаллизаторах. Большим преимуществом процесса кристаллизации глюкозы в ангидридной форме является быстрая заводка центров кристаллизации в отличие от гидратной глюкозы, для кристаллизации которой требуется вводить  в  раствор центры кристаллизации  в  виде затравочных  кристаллов (10–15 % глюкозы) или 25–30 % утфеля, снижая производительность оборудования и качество глюкозы по причине многократного использования утфельной затравки [9].

К тому же температурный интервал +45…+25 °С, характерный для кристаллизации гидратной глюкозы, является благоприятным и для развития микроорганизмов, особенно дрожжей, из-за чего микробная обсемененность глюкозы выше норм, предусмотренных фармакопейной классификацией.

Возможность проведения процесса кристаллизации ангидридной глюкозы при температуре +60…+75 °С исключает микробное заражение продукта, благодаря чему готовая глюкоза обладает высокой микробиологической чистотой, которая поддерживается и в период хранения с помощью низкого содержания влаги в ней [10].

Исследования влияния физико-химических факторов на кинетику кристаллизации ангидридной глюкозы показали, что скорость кристаллизации глюкозы возрастает с повышением  избыточной концентрации (ΔС), глюкозного эквивалента (ГЭ), и незначительно снижается с ростом температуры (t).

В соответствии с приведенными результатами получать ангидридную глюкозу рекомендовано из растворов глюкозы с ГЭ 98,5–99,5 %, вместо пе0рекристаллизации ее в гидратной форме и из сиропов ферментативного гидролиза крахмала с ГЭ 97–98,5 % [9].

Кристаллизация глюкозы проводится в вакуум-аппарате при поддержании концентрации сухих веществ (СВ) межкристального раствора 79–80 % за счет уваривания и периодических подкачек жидкого сиропа с СВ 50–60 %. Процесс кристаллизации продолжается 6–8 ч. Готовый утфель с содержанием кристаллов около 50 % и размером 0,2–0,25 мм выгружается из вакуум- аппарата в утфелераспределитель для подачи на центрифугирование. Продолжительность цикла центрифугирования составляет около 4 мин. Сырая глюкоза после центрифуг имеет влажность 2,5–3 %, а готовая глюкоза после высушивания содержит 0,5–1 % влаги.

Исследования по изучению ее физико-химических свойств, фармакологического действия, стабильности и апирогенности растворов для инъекций показали ее полное соответствие требованиям Госфармакопеи  ХI [10].

По фармакологическому действию на организм человека глюкоза ангидридная идентична глюкозе гидратной. По скорости растворения и концентрации насыщенных растворов глюкоза ангидридная имеет заметное преимущество перед гидратной глюкозой. Раствор 40 %-й концентрации из ангидридной глюкозы можно получить в течение 30 мин, при растворении гидратной глюкозы на это потребуется 120 мин.

Разработана фармакопейная статья на ангидридную глюкозу и получено Регистрационное удостоверение на производство и применение ангидридной глюкозы в медицинской практике. Качество пищевой глюкозы соответствует требованиям ГОСТ на глюкозу гидратную [9].

Технология обладает высокой экономической эффективностью. В 5–7 раз сокращается потребность в емкостях для кристаллизации; количество центрифуг сокращается в 3 раза, а расход электроэнергии на центрифугирование снижается в 3,7 раза; сокращение расхода тепла почти в 5 раз наблюдается в процессе высушивания ангидридной глюкозы.

Низкое содержание влаги в ангидридной глюкозе препятствует размножению микробов, при ее хранении способствует увеличению срока годности глюкозы и препаратов из нее и повышает эффективность транспортных перевозок.

Эффективность использования ангидридной глюкозы вместо гидратной достигается и в ветеринарии. При включении ее в рецептуру ветеринарного препарата ГХЦСН-Р1У — среды для искусственного осеменения животных — эффект получают от экономии тепла при изготовлении препарата и увеличения срока годности его до трех лет вместо одного года. В результате улучшения качества препарата возрастает эффективность искусственного осеменения животных, увеличивается численность приплода, особенно поросят, отличающихся высокой жизнеспособностью и снижением случаев мертворождаемости [8].

 

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГЛЮКОЗЫ(Экспериментальная часть)

2.1. Цель и задачи исследования

Основная цель исследования – процесс кристаллизации глюкозы.

Для достижения данной цели в исследовании решаются следующие задачи:

— исследовать  влияние  важнейших  параметров   на  кинетику  кристаллизации глюкозы:

— растворимость глюкозы в зависимости от суммарного влияния температуры в  интервале 20…750С и  глюкозного эквивалента для сиропов ферментативного гидролиза крахмала;

— скорость кристаллизации гидратной и ангидридной глюкозы от суммарного влияния избыточной концентрации, температуры, глюкозного эквивалента; определены границы метастабильных зон для кристаллизации обоих видов глюкозы;

— затравка с учетом массы, количества и поверхности кристаллов и предложена методика расчета количества затравки;

—  вязкость утфеля в зависимости от  вязкости межкристального раствора и содержания   и    размера    кристаллов; определено  влияние  вязкости  утфеля     на гранулометрический состав кристаллов в процессе  кристаллизации глюкозы;

— влияние сорбита, патоки, фруктозы на скорость кристаллизации глюкозы.

Для исследований использовались глюкозные сиропы, полученные

различными способами (табл.1) .

Узнай стоимость написания такой работы!

Ответ в течение 5 минут! Без посредников!

Таблица 1. Показатели качества сиропов

Показатели качества Способы получения сиропов
кислотный кислотно-ферментативный ферментативный растворение  глюкозы
Глюкозный  экв-т,  %

Массовая доля,% СВ

глюкоза

зола

протеин

оксиметилфурфурол

NaCl

Цветность, ед. опт. пл.

90 -91

 

86

1,6

0,08

0,3

0.8

2,29

94-95

 

92,5

0,4

0,08

0,008

0.25

0,3

97-98

 

95-96

0,2

0,11

0,003

0,2

99,5

 

99,3

0,04

0,03

следы

0,0

2.2. Параметры процесса кристаллизации

В табл. 2,3 приведены сравнительные данные, характеризующие условия кристаллизации глюкозы в гидратной и ангидридной формах, и подтверждают, что при кристаллизации гидратной глюкозы лимитирующей стадией является кристаллохимическая реакция, а при кристаллизации ангидридной глюкозы- диффузионная. Основаниями для такого заключения для гидратной глюкозы являются низкая скорость ее кристаллизации, несмотря на низкую вязкость межкристального раствора и более высокий коэффициент диффузии. А возрастание скорости кристаллизации с повышением температуры объясняется повышением скорости кристаллохимической реакции и снижением  длительности мутаротации с ростом температуры [17].

Условия кристаллизации ангидридной глюкозы отличаются более высокой скоростью ее кристаллизации, связанной почти с мгновенно (в 15 раз быстрее) протекающей реакцией таутомерных превращений β – глюкозы в α – форму.  При этом снижение скорости кристаллизации с повышением температуры указывает на тормозящее воздействие повышенной (в 3-4 раза) вязкости межкристального раствора на коэффициент диффузии, величина которого более чем в 10 раз ниже в сравнении с гидратной глюкозой [17].

Таблица 2. Параметры кристаллизации глюкозы гидратной

Глюкоза гидратная
Раствори-мость, г в 100 г воды % СВ Вязкость,

Па с

Коэфф. пересыщения (∆С)
162 61,83 0,0230 1,0
203 66,96 0,0520 1,25  (41)
186 65,00 0,0370 1,15  (24)
Длительность мутаротации      τм = 172 мин ;  t =400C.
Диффузия   DL(40) =5,5 .10-11 м2
Кристаллизация    при снижении  температуры  охлаждением

Скорость кристаллизации возрастает с повышением температуры

Лимитирующая – кристаллохимическая стадия

 

Таблица 3. Параметры кристаллизации глюкозы ангидридной

Глюкоза ангидридная
Температура, 0С Растворимость, г в 100 г воды % СВ Вязкость, Па с  Коэфф. пересыщения (∆С) Время кристаллизации, час
65 320 76,2 0,0650 1,0  
65 426 81 0,214 1,33 (106)  
65 459 82 0,270 1,43 (139) 7
Длительность мутаротации  τм  =10 мин – 7 мин; t =650C.
Диффузия DL(65) = 1.51. 10-12 м2
Кристаллизация при уваривании под разрежением

Скорость кристаллизации понижается с повышением температуры

Лимитирующая – диффузионная стадия

 

2.3. Влияние патоки, фруктозы, сорбита на кристаллизацию глюкозы

Разработка технологии глюкозной помадки с функциональными свойствами предусматривает создание нового  продукта питания, обогащенного биологически активными веществами плодово-ягодных и лекарственных растений.  Разработаны рецептуры и технология  глюкозной помадки с функциональными свойствами в качестве малобелкового энергизирующего средства с витаминной и иммуностимулирующей активностью. Основным компонентом помадки является глюкоза, которая  в рецептуре играет  роль  сладителя, структурообразователя,  энергетического средства [2].

В состав рецептур помадки включены клюква, облепиха, черника, черная смородина, боярышник, экстракты шиповника и эхинацеи. В технологии глюкозной помадки ведущей является стадия формования, физико-химической основой которой служит процесс кристаллизации глюкозы.

В качестве наполнителей и антикристаллизаторов испытаны также подсластители: фруктоза, патока, сорбит и их влияние на скорость кристаллизации глюкозы.

При этом каждый из испытуемых компонентов оказывал приблизительно одинаковое (табл. 4), в среднем на 30 %, понижающее влияние на скорость кристаллизации глюкозы[3].

Таблица 4. Влияние патоки, сорбита, фруктозы на скорость кристаллизации глюкозы

Состав компонентов Текучесть сиропа, с Сухие вещества сиропа, % Скорость кристаллизации, мг/г.мин
Глюкоза 10 77,4 7,68
Глюкоза : патока   3,5:1 18 77,5 5,50
Глюкоза:сорбит     3,5:1 15 77,4 5,55
Глюкоза: фруктоза  3,5:1 16 77,2 5,22

 

При экспериментальном хранении опытных образцов помадки установлено, что наибольшей влагоудерживающей способностью обладает помадка с фруктозой.

На основании исследований в рецептуру помадного сиропа введены сорбит и патока, минимально тормозящие процесс кристаллизации на стадиях приготовления помадной массы и выстойки, и  фруктоза, обладающая высокой влагоудерживающей способностью, обеспечивающей стабильность качества продукта при хранении. Введение фруктозы в помадную массу рекомендовано проводить в конце кристаллизации.  Для помадки, упакованной в полиэтиленовый пакет и картонную коробку, установлен срок годности — 6 месяцев.

По результатам медико-биологических и клинических испытаний (НИИ питания, НИИ фармации, ВИЛАР) глюкозная помадка, как малобелковый продукт, рекомендована для питания детей — больных  фенилкетонурией и  хронической почечной недостаточностью;  для профилактики авитаминозов и витаминно-минерального дефицита (помадка с экстрактом шиповника, с облепихой, черной смородиной, клюквой);  в качестве иммуностимулирующего средства (с экстрактами шиповника и эхинацеи). Во ВНИИ крахмалопродуктов организовано опытное производство глюкозной помадки с реализацией ее через торговую и аптечную сети.

2.4. Исследование кинетики кристаллизации ангидридной глюкозы

При исследовании влияния физико-химических параметров на кинетику кристаллизации ангидридной глюкозы испытаны основные, необходимые для разработки технологического режима кристаллизации: растворимость, избыточная концентрация, глюкозный эквивалент, температура, затравка.

Растворимость глюкозы при температуре получения ангидридной глюкозы (55…75 ) в присутствии примесей ферментативного гидролиза крахмала представлена в виде эмпирических уравнений по ГЭ.

Ргэ=0,0522t–0,309

по глюкозе Pг=0,0548t– 0,374

С ростом избыточной концентрации скорость кристаллизации увеличивается не прямо пропорционально ей, а быстрее[16].

Рисунок 3. Зависимость скорости кристаллизации ангидридной глюкозы от ГЭ сиропа(температура 55℃; ΔС сиропа, г/100 г воды: 1 — 105; 2 — 65; 3 — 25)

Из рис. 3 – 5 видно, что скорость кристаллизации ангидридной глюкозы повышается с возрастанием глюкозного эквивалента, избыточной концентрации и снижается с ростом температуры.

Рисунок 4. Зависимость скорости кристаллизации ангидридной глюкозы от избыточной концентрации ( при ГЭ,%: 1 — 100; 2 — 98; 3 — 96)
Рисунок 5. Зависимость скорости кристаллизации ангидридной глюкозы от температуры сиропа (ГЭ- 98%; ∆С, г/100 г воды: 1 — 105; 2 — 65; 3 — 25)

При снижении  глюкозного эквивалента сиропа со 100 до 96 % скорость кристаллизации уменьшается в 5 раз, из-за чего  получение ангидридной глюкозы из сиропов с ГЭ ниже 94 % практически невозможно. Поэтому получать ее целесообразно перекристаллизацией растворов сырой (после центрифуг) глюкозы с  ГЭ 99,5 % и из сиропов с ГЭ 97-98,5 %, полученных ферментативным гидролизом крахмала.

Исследования по определению зависимости температуры кипения сиропа от концентрации сухих веществ показали, что при уваривании сиропа от  70 до 85 % СВ  температура кипения сиропа повышается от 66 до 83  при разрежении 600 мм рт. ст.; от 61 до 77,5  при вакууме 650 мм рт.ст.; от 56 до 74 при разрежении 700 мм рт.ст. [16].

Начало образования кристаллов контролировалось с помощью микроскопа. Самопроизвольного  зарождения  кристаллов не наблюдалось при уваривании сиропа в течение 4-5  ч до концентрации СВ 88-90 % и более, вплоть до превращения сиропа в прозрачный леденец.

При  внесении затравки из кристаллов ангидридной  глюкозы в количестве 0,01 % кристаллообразование во всей массе сиропа происходило через 30-60 с при концентрации сиропа 82-85 %.

По результатам исследований определены границы метастабильной зоны пересыщенных растворов. При температуре 65…70 0С и концентрации 82-83 % СВ проводится образование зародышей, при СВ 79 -81 % — наращивание кристаллов.


Страницы:   1   2   3


Узнай стоимость написания такой работы!

Ответ в течение 5 минут!Без посредников!