Совершенствование технологии получения концентрата стевии

Важнейшие задачи современного этапа развития сельскохозяйственного производства - комплексное использование сырья, разработка высокоэффективного оборудования, создание гибких ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий, позволяющих получать новые пищевые продукты с уникальными диетическими и лечебно-профилактическими свойствами.

В связи с этим сегодня в мире проявляется большой интерес к низкокалорийным подслащивающим веществам растительного происхождения, к которым относится стeвиoзид, извлекаемый из листьев стевии. Его получение связано с большими трудностями, так как растение содержит большое количество сложных эфиров. Для их удаления используют различные органические растворители (хлороформ, диок-сан, низкоатомные спирты и др.), что требует применения сложного специфического оборудования. Работа с ними опасна для обслуживающего персонала. Поэтому необходим поиск новых технологий получения подсластителя.

Особое внимание следует уделить очистке экстрактов от высокомолекулярных соединений и веществ коллоидной дисперсности, так как накопление их в продуктах снижает фильтра-ционно-седиментационные показатели, повышает мутность, цветность и вязкость, ухудшает условия центрифугирования.

На основании анализа литературных данных и результатов проведенных нами исследований была установлена возможность эффективной очистки продуктов переработки стевии с использованием мембранных и ионно-обменных процессов.

Экспериментальные исследования проводились по следующей схеме. Экстракт из стевии, полученный методом противоточной водной экстракции по разработанной ранее технологии, направляли на ультрафильтрацию для отделения веществ коллоидной дисперсности. Полученный фильтрат подвергали электрохимической обработке, в аппарате устанавливали алюминиевые электроды, подсоединенные к

ENGINEERING AND TECHNOLOGY

Совершенствование технологии получения концентрата стевии

К.К. Полянский, Г.К.Подпоринова, Н.Д.Верзилина

ВНИИ сахарной свеклы и сахара, г. Воронеж

источнику постоянного тока. При пропускании электрического тока через раствор измеряли силу тока, напряжение и время обработки. О конце процесса очистки судили по изменению силы тока и напряжения. После электрохимической обработки экстракт фильтровали, фильтрат направляли на ионообменную установку для деионизации и обесцвечивания. Очищенный экстракт сгущали в выпарной установке под разряжением до содержания сухих веществ 40-45 %. Сгущенный экстракт высушивали при температуре 55...60 °С, сухой остаток измельчали.

На основании проведенных исследований был разработан технологический регламент получения пищевого стевиозида без использования органических растворителей.

В процессе экспериментов был выявлен существенный недостаток ультрафильтрационной установки, действующей в непрерывном режиме с использованием стандартных ультрафильтров с тангенциальным подводом сока. Недостаток заключается в том, что в процессе фильтрации образуется около 30 % экстракта с повышенным содержанием органических несахаров (концентрат). Очистка его затруднена. В связи с этим, в ходе дальнейших исследований предполагалась разработка способа ультрафильтрации экстрактов стевии, лишенного указанного недостатка.

В качестве ультрафильтрующего материала использовали слой измельченного глауконита, который намывался на сито фильтрующей центрифуги. На намытый слой осадка подавали экстракт стевии, который под действием центробежной силы подвергался ультрафильтрации. Необходимый размер пор осадка достигался за счет неравномерности размеров его частиц. При этом более мелкие частицы, располагаясь в промежутке между более крупными, создавали необходимый размер пор, позволяющий отфильтровать вещества коллоидной дисперсности. Эффект удаления коллоидов при таком способе ультрафильтрации составляет 70-75 %.

Как и в опытах со стандартными ультрафильтрами, сок после ультра-филь-трации направляли на ионообменную установку, работающую по определенному технологическому регламенту.

Для промышленных условий по результатам исследований предлагается использовать горизонтальную шне-ковую фильтрующую центрифугу. Она разделяется на три зоны. В первой производится намывка осадка на фильтрующую основу. Суспензия подается через трубовал на сито, фильтруется, фильтрат отводится для приготовления суспензии, осадок передвигается витками шнека, приваренными к трубовалу, в зону ультрафильтрации. Транспортировка осадка осуществляется за счет более высокой скорости вращения трубовала по сравнению со скоростью вращения барабана центрифуги. В зону фильтрации подается экстракт, где он, проходя через слой осадка, освобождается от коллоидов, фильтрат направляется на ионообменную установку для деионизации. Осадок транспортируется тем же шнеком в третью зону, где он промывается. Промой направляется вместе с соком на деионизацию, осадок выгружается из центрифуги и направляется в сборник для освобождения от коллоидов. Отделение коллоидов от осадка проводится на основании разности их плотностей в противотоке при скорости подачи воды немного меньшей, чем скорость осаждения твердой фазы суспензии. Освобожденный от коллоидов осадок возвращается в мешалку для приготовления суспензии, а коллоиды вместе с водой выводятся для утилизации. Таким образом, использование осадка проводится в замкнутом цикле. Очищенный на ионообменной установке экстракт направляется на выпарную станцию для сгущения до концентрата. Кроме того, при работе ионно-обменной установки в качестве побочного продукта образуются регенераты, представляющие собой комплексные жидкие удобрения, которые можно использовать в сельском хозяйстве для подкормки различных культур.

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 9/2004 87