Для очистки соков свеклосахарного про-изводства в качестве основных реагентов используют известь и диоксид углерода. Один из путей совершенствования техно-логии очистки сахарсодержащих раство-ров -- использование окислителей как до-полнительных реагентов очистки с целью повышения показателей качества получае-мых продуктов, а также снижения расхода извести и диоксида углерода [3].

Вместе с тем одна из проблем развития современных технологий -- проблема эко-логии. Применение различных химических препаратов на всех стадиях производства приводит к постепенному их накоплению в окружающей среде и в конечном счете к отрицательному воздействию на качество продукции [1].

Озон как естественное природное ве-щество с этой точки зрения экологически безопасен. Он не накапливается в окружа-ющей среде, активно вступает в реакции с различными группами соединений и бы-стро разлагается на молекулярный и ато-марный кислород. Продукты реакций озо-на, в основном окислы, также не являются токсичными или вредными соединениями, как, например, большинство хлороргани-ческих соединений, при этом данный окис-литель способен разлагать такие вещества, как пестициды и другие химикаты, до бо-лее безопасных форм [2]. По действию на живые объекты озон может проявлять как стимулирующую, так и биоцидную направленность, а также способен замед-лять процессы метаболизма живой клетки.

Ранее нами были проведены иссле-дования воздействия озонирования на качественные показатели очистки при об-работке сока основной дефекации. Опыты проводили по классической известково-углекислотной схеме с включением эле-мента озонирования. Установлено, что це-лесообразно проведение комбинированной очистки диффузионного сока с применени-ем озона при температуре 80''С, его кон-центрации в озоно-воздушной смеси 7 г/м^ и расходе 3,25 м^ смеси на 1 м3 сока [5, 6].

Такая одноступенчатая обработка не позволяет в полной мере удалить крася-щие вещества, поскольку в процессе даль-нейшей очистки образуются новые темно-окрашенные соединения, а также другие растворимые несахара. В связи с этим проведены исследования по разработке способа очистки диффузионного сока с использованием двукратного введения озона: на горячей ступени основной де-фекации и на дополнительной дефекации перед II сатурацией.

Предусмотренное количество озоно-воз-душной смеси 0,5-3,0 м3 на I м3 сока с кон-центрацией в ней озона 3-10 г/м^ делили на две равные части и подавали на горячую ступень основной дефекации и на дополни-тельную дефекацию перед II сатурацией.

Диффузионный сок направляли на прогрессивную преддефекацию до рН 10,8-11,2 при температуре 54...56 °С, комбинированную основную дефекацию с расходом извести 2,0-2,5 % к массе сока, в процессе проведения горячей ступени основной дефекации сок обрабатывали одной частью диспергированной озоно-воздушной смеси. Далее осуществляли I сатурацию при температуре 85...90 °С до конечного значения рН 10,8-11,2, отделе-ние осадка путем фильтрования, дефека-цию перед II сатурацией продолжительнос-тью 4-6 мин при температуре 80...85 °С и расходе извести 0,2-0,3 % к массе сока. В процессе дефекации перед II сатурацией сок обрабатывали второй частью дисперги-рованной озоно-воздушной смеси. Далее проводили II сатурацию при температу-ре 85...90 °С до конечного значения рН 9,0-9,5 и отделение осадка путем филь-трования. Полученный сок анализирова-ли. Результаты представлены в таблице.

Примечание. Чистота диффузионного сока 86,6%.

При обработке сока озоно-воздушной смесью в процессе основной дефекации происходит интенсивное разложение мо-носахаридов, продукты распада которых в щелочной среде окисляются с образова-нием постоянных бесцветных соединений вместо того, чтобы конденсироваться в вы-сокомолекулярные красяище вещества. Но процессы образования красящих веществ активно продолжаются в щелочной среде

на дефекации перед II сатурацией, что при-водит к снижению эффекта, достигнутого при озонировании. Эту проблему позволя-ет избежать обработка сока озоном в две ступени: в процессе основной дефекации и в процессе дефекации перед II сатураци-ей. Таким образом, снижается цветность и предотвращается ее образование не только на основной дефекации, но и на дефекации перед II сатурацией [4].

Озонирование сока в процессе основ-ной дефекации неразрывно связано с воз-действием окислителя на значительную массу осадка, в связи с этим дополни-тельное количество озона расходуется на окисление органической части коагулята. В результате происходит пептизация осаж-денной массы и часть несахаров перехоз^т обратно в раствор, снижая чистоту сока. Двухступенчатая обработка озоно-воз-душной смесью позволяет снизить объем продуваемого газа на основной дефекации, что сопровождается более низкой степе-нью пептизации несахаров. На второй ступени, при озонировании в процессе де-фекации перед II сатурацией, происходит дополнительное окисление несахаров с образованием сложных промежуточных соединений, которые в процессе II сатура-ции адсорбируются на осадке карбоната кальция, повышая чистоту сока.

Таким образом, комбинированная очистка диффузионного сока с обработ-кой сока озоном в две ступени достаточно эффективна, так как при этом повышается эффект очистки на 7,4 %. Предложенный способ обеспечивает увеличение чистоты очищенного сока на 0,95 %, снижение его цветности на 22,1 % по сравнению с клас-сической схемой очистки.

Влияние озонирования дефекованного сока на качественные оказатели очищенного сока

Применение окислителей в процессе очистки сахарсодержащих растворов приводит к значительному ингибирова-нию реакций образования темноокрашен-ных соединений и снижению цветности продуктов превращения редуцирующих веществ [4-6]. Результаты исследований воздействия окислителей и восстанови-телей на отдельные группы красящих ве-ществ также свидетельствуют о преиму-ществе окислителей в области обесцвечи-вания сахарсодержащих растворов [2].

В данной работе проведено исследо-вание процесса озонирования в услови-ях очистки диффузионного сока, в част-ности на этапе дефекации перед II сату-рацией. Определяли влияние обработки озоном на чистоту, цветность, массовые доли солей кальция и редуцирующих ве-ществ очищенного сока.

Опыты проводили следующим об-разом. Диффузионный сок направляли на прогрессивную преддефекацию до рН 10,8-11,2 при температуре 54...56 °С, комбинированную основную дефекацию с расходом извести 2,0-2,5 % к массе сока. Далее осуществляли I сатурацию при температуре 85...90 °С, конечное значение рН 10,8-11,2, отделение осадка путем фильтрования, дефекацию перед II сатурацией продолжительнос-тью 4-6 мин при температуре 80...85 °С и расходе извести 0,2-0,3 % к массе сока. В процессе дефекации перед II сатурацией сок обрабатывали озоно-воздушной смесью при температуре 60... 100 °С с расходом озоно-воздушной смеси 0,5-6,0 м3/м3 сока и концентра-цией в ней озона 2-12 г/м3. Далее про-водили II сатурацию при температуре 85...90 °С до конечного значения рН 9,0-9,5 и отделение осадка путем филь-трования. Результаты анализа очищен-ного сока представлены на рис. 1-4.

Из представленных графиков видно, что рациональные условия обработки озоном дефекованного сока следующие: температура 85 °С, расход озоно-воз-душной смеси 4,5 м3/м3 сока, концен-трация озона 10 г/м3.

Насыщение полупродуктов озоном в процессе очистки диффузионного сока осуществляется с целью инициа-лизации протекания дополнительных химических реакций, в результате кото-рых происходит окисление целого ряда несахаров, сопровождающееся их рас-падом. Продукты распада, а также обра-зовавшиеся промежуточные соединения впоследствии способны адсорбироваться на карбонате кальция. Некоторые соеди-нения (например, гуминовые вещества) окисляются до диоксида углерода и воды [3]. При этом наблюдаются повышение чистоты и скорости седиментации, сни-жение фильтрационного коэффициента и цветности очищенного сока.

Озон обладает большой избыточной^, энергией молекулы (24 ккал/моль). При осуществлении технологических опера-ций он легко взаимодействует с вещества-ми щелочного характера, фенолсодержа-щими соединениями, макромолекулами белков, высокомолекулярными соедине-ниями и др., что в большинстве случаев сопровождается их деструкцией и адсорб-цией продуктов реакций на карбонате кальция. При этом снижается цветность и повышается эффективность удаления несахаров из очищенного сока [1].

В связи с высоким окислительным по-тенциалом молекулярного озона при об-работке дефекованного сока происходит интенсивное разложение моносахари-дов, продукты разложения которых в ще-лочной среде окисляются с образовани-ем устойчивых бесцветных соединений, что предотвращает цветообразование.

Насыщение озоном промежуточных продуктов сахарного производства при-водит к значительному снижению ин-тенсивности их окраски, что объясня-ется воздействием растворенного озона на присутствующие в реакционной среде молекулы красящих веществ. При этом происходят окисление высокомолеку-лярных соединений и разрыв двойных связей углеродного скелета, чем и обу-словлено снижение цветности и вязко-сти сахарсодержащего раствора.

В результате пониженной устойчиво-сти несахаров в сильнощелочной среде с увеличением щелочности наблюдается интенсификация процессов окисления и разложения несахаров под действием озона. Образующиеся при этом озони-ды и молозониды могут реагировать с Са(0Н)2 с образованием нетоксичных соединений в виде осадка.

С повышением температуры сока рас-творимость озона в нём уменьшается, но, как известно, увеличивается скорость химических реакций и соответственно скорость взаимодействия озона с неса-харами, поэтому при увеличении темпе-ратуры процесса до 80 °С происходит интенсификация разложения и удаления не-сахаров.Повышение температуры выше 80 °С приводит к увеличению цветности и снижению эффекта очистки за счет значительного снижения растворимости озона в реакционной среде, хотя скорость химических реакций при этом достаточно высокая.

Повышение концентрации или рас-хода озоно-воздушной смеси выше экс-периментально установленных значений практически не вызывает изменения по-казателей качества очистки диффузион-ного сока, к тому же при этом снижается коэффициент утилизации озона и значи-тельно увеличиваются энергетические за-траты. Следовательно, проводить очистку при таких параметрах нецелесообразно.

Состав летучих компонентов безалкогольного пива, полученного в процессе аэрации

Для производства безалкогольного пива существует ряд побуждающих при-чин: все шире пропагандируется здоровый образ жизни; потребителями такого пива могут стать водители, которым не при-дется бояться негативных последствий; религиозные причины, накладывающие запрет на потребление алкоголя.

В настоящее время существует ряд технологий производства безалкогольно-го пива, которые условно можно подраз-делить на две группы: технологии, по ко-торым подавляется процесс образования спирта, и технологии, где спирт удаляется из готового пива.

В первой группе технологий исполь-зуют специальные штаммы дрожжей, не сбраживающие мальтозу в алкоголь (или сбраживающие в ограниченном объеме). Кроме того, при получении без-алкогольного пива предотвращается об-разование спирта вследствие понижения температуры брожения по достижении определенной степени сбраживания. По этим технологиям производится пиво с высоким содержанием остаточных Са-харов и с преобладанием сладковатого привкуса. На вкус такого пива влияет от-сутствие продуктов брожения. Данные сорта можно назвать скорее безалкоголь-пыми напитками, чем пивом. Во второй группе технологий алкоголь удаляется из готового пива одним из двух способов: термическим, когда алкоголь удаляется с помощью тепловой энергии с использо-ванием низкой точки кипения алкоголя; мембранным с помощью мембран с очень мелкими порами для удаления алкоголя за счет различия в размере молекул.

Данная работа посвящена разработ-ке технологии безалкогольного пива, основанной на ограничении образования этилового спирта за счет повышенной аэрации пивного сусла кислородом воздуха перед главным брожением. В результате происходит частичный перевод процесса брожения на процесс дыхания с последу-ющим увеличением биомассы дрожжей и уменьшением образования спирта. В то же время из-за наличия некоторого количества в сусле несброженных Саха-ров наряду с процессом дыхания идет и процесс брожения, в результате кото-рого образуются вкусовые и ароматиче-ские веществ, обусловливающие букет зрелого пива.

Известно, что во время брожения дрож-жи выделяют в пиво целый ряд продуктов метаболизма, которые претерпевают ко-личественные и качественные изменения, частично реагируя друг с другом. Побоч-ные продукты брожения имеют решающее значение для качества готового пива, по-этому их образование и расщепление нуж-но рассматривать вместе с метаболизмом дрожжей. Это вещества, формирующие букет молодого пива (диацетил, альдеги-ды, сернистые соединения). Они придают пиву нечистый, зеленый, незрелый вкус и запах и при повышенной концентрации отрицательно влияют на качество пива, но в ходе брожения и созревания могут быть удалены из пива биохимическим пу-тем, в чем и состоит цель созревания пива. Вторая группа -- вещества, формирующее букет готового пива (высшие спирты, эфи-ры). Они в значительной мере определяют аромат пива: их наличие в определенной концентрации служит предпосылкой для получения качественного пива. Эти вещества в отличие от первой группы не могут быть удалены из пива технологи-ческим путем.

Страницы: 1, 2, 3, 4