Сульфитация сока

Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок II сатурации обрабатывают диоксидом серы в оросительных или жидкостно-струйных сульфитаторах. Сульфитационный газ содержит 10...15 % диоксида серы. При про­пускании газа через диффузионный сок часть растворенного диоксида серы реагирует с водой, образуя сернистую кислоту. Последняя является хорошим восстановителем красящих веществ сока, превращая их в бесцветные соединения. Кроме того, сернистая кислота и ее соли блокируют карбонильные группы редуцирующих соединений – моносахаридов и продуктов их распада, предотвращая образование красящих веществ в соке. Сернистая кислота снижает также щелочность сока за счет перехода карбоната калия, обладающего щелочной реакцией, в нейтральный сульфит:

К₂СО₃ + Н₂SО₃ = К₂ SО₃ + Н₂О + СО₂,

что облегчает процесс кристаллизации сахарозы, снижая ее потери с мелассой. Оптимальное значение рН сульфитированного сока 8,5...8,8.

Состав очищенного сока. Сложный и многостадийный процесс очистки диффузионного сока обеспечивает удаление только 30...35 % несахаров. При этом почти полностью удаляются белки, 40...45 % безазотистых органических веществ и 10...12 % зольных элементов. Очищенный сок содержит (%): 12...14 сухих веществ, из них 10...12 сахарозы; 0,5...0,7 азотистых веществ; 0,4...0,5 безазотистых органических веществ и 0.5 золы. Чистота сока 86...92 %.

Сгущение сока выпариванием

Сгущение сока ведут в два этапа: сначала его сгущают до содержания сухих веществ 65 %, при этом сахароза еще не кристаллизуется, а затем после дополнительной очистки вязкий сироп сгущают до содержания сухих веществ 92,5...93,5 %, после чего отделяют кристаллы сахарозы. Всего из очищенного сока выпаривают 110...115 % воды к массе свеклы. Разделение процесса сгущения на два этапа вызвано тем, что на первом этапе при небольшой вязкости раствора процесс ведут в многокорпусных выпарных установках, что позволяет снизить удельный расход топлива примерно в 2,5 раза.

В качестве типовой на сахарных заводах применяют схему с использованием четырехкорпусной выпарной установки и концентратора. Последний корпус работает под разрежением.

Нагретый до температуры кипения (126 °С) сульфитированный сок направляется в первый корпус выпарной установки, где из него выпаривается часть воды, образуя вторичный пар. Сок последовательно проходит из первого корпуса во второй, третий, четвертый и затем в концентратор, сгущаясь до нужной плотности. Греющий пар подается только в первый корпус, остальные корпуса обогреваются вторичным паром предшествующего корпуса. Многократное использование теплоты пара в выпарной установке возможно только при условии понижения температуры кипения сока и давления, начиная от первого до последнего корпуса.

Концентратор не обогревается паром, в нем происходит только испарение воды за счет перепада давления. При сгущении сока происходит ряд процессов, приводящих к изменению его химического состава: идет разложение сахарозы и редуцирующих сахаров с образованием органических кислот, что снижает рН сока, повышается цветность сиропа из-за процесса карамелизации сахарозы и образования темноокрашенных продуктов взаимодействия редуцирующих сахаров с аминосоединениями, возрастает концентрация солей кальция, которые частично выпадают в осадок.

Из выпарной установки выходит сироп с содержанием сухих веществ 65 %. Его смешивают с клеровкой желтого сахара и сульфитируют до рН 7,8...8,2 при температуре 80...85 °С, после чего подогревают до 90...95 °С и фильтруют с добавлением вспомогательных фильтрующих материалов.