Процесс производства сахара из свеклы изображен на рисунке Рис. VIII-1-8. Как мы видим, после получения сока, обработка идет двумя способами: первый – выпаривание после процедуры умягчения сильнокислотным Na-катионитом и обесцвечивание сильноосновным анионитом в Cl- — форме. Сахароза кристаллизуется в процессе выпаривания сиропа, далее фильтрат разделяется в центрифуге на кристаллы сахара и мелассы. Полученная меласса повторно настаивается и проходит процесс разделения. Поскольку включения высокой плотности затрудняют кристаллизацию, в мелассу добавляется оксид кальция, в результате чего образуется нерастворимый Ca-сахарат. Данная процедура называется сепарацией сахара из мелассы по Стеффену. В настоящее время в США и Японии этот метод заменяется на ионоисключающую хроматографию.
Другим способом является деминерализация с помощью ионообменных смол:
1) Умягчение сильнокислотным Na-катионитом.
Сахарный сок с жесткостью 90-180 мг. CaCO3/л вызывает налет на концентраторах и снижает тепловую эффективность. Для решения проблемы сок умягчают ионообменной смолой (например, DIAION SK1B или DIAION PK216). Процесс ничем не отличается от умягчения жесткой воды.
2) Обесцвечивание сильноосновным анионитом в Cl— — форме.
Ионообменные смолы DIAION SAF11AL или PAF308L применяются для удаления окрашивающих частиц из раствора сахарозы или тростникового сахарного сиропа. Регенерируются аниониты теплым раствором NaCl или NaOH + NaCl.
3) Деминерализация катионитом и анионитом.
Катиониты в H-форме (DIAION SK1B или PK216) и аниониты в OH-форме (DIAION WA30) применяют для увеличения выработки чистого сахара путем удаления включений из раствора сахарозы. Процедуру проводят при температуре 10 oC во избежание инверсии сахарозы.
4) Хроматографическая деминерализация.
Ионоисключающая хроматография с недавнего времени применяется в качестве альтернативы вышеупомянутой операции деминерализации ионообменными смолами.
Обработка жидкого сахара ионитами
Кристаллический сахар трудно растворим в воде, поэтому на продовольственных фабриках получил широкое применение жидкий сахар. Существуют следующие три вида данного продукта:
1) Жидкая сахароза.
Содержит только чистую сахарозу, и поэтому ее концентрация ограничена растворимостью сахарозы. Чтобы избежать инверсии сахарозы, обработка ионообменными смолами после обесцвечивания анионитом проходит в обратном порядке: сначала производится очистка сильноосновным анионитом в OH-форме (DIAION PAF308L), только после этого следует обработка сильнокислотным катионитом в H-форме (DIAION WK10).
2) Инвертный сахар.
Теплый раствор сахарозы обрабатывается сильнокислотным катионитом в H-форме, затем идет в фильтр с сильноосновным анионитом в OH-форме.
3) Жидкий сахар смешанного типа.
Смеси сахарозы и глюкозы с показателями Brix выше 65: существует огромное количество составов под конкретные задачи.