Шляхи використання меляси: додаткове вилучення цукрози, одержання лимонної кислоти, дріжджів, кормових добавка, в’яжучого засобу для брикетування дисперсного палива та кормів

Мелясою називають густий, в'язкий розчин, що містить крім сахарози основну масу нецукрів цукрового виробництва. Її відокремлюють від кристалів цукру останньої кристалізації в полі дії відцентрових сил.

Основна причина утворення меляси обумовлена властивістю нецукрів вступати з сахарозою в хімічні реакції і відсутністю реальної можливості проведення процесів кристалізації при повному видаленні з цукрових розчинів води.

За типовою технологією, що існує в даний час, з бурякового соку видаляється близько половини всіх нецукрів. Частина тих, що залишилися в соку нецукрів в лужному середовищі перетворюється на з'єднання, що викликають сильне мелясоутворювання. В результаті цього близько 48...50% цукру потрапляє в мелясу.

Склад отримуваних меляс сильно коливається, що обумовлене якістю початкової сировини і технологічними умовами його переробки. За даними професора А.Р. Сапронова вітчизняна бурякоцукрова меляса чистотою 60% може мати наступний склад (кг): сахароза - 48, вода - 20, безазотисті нецукри - 6,78, азотисті нецукри - 15,47 і неорганічні нецукри - 9,75.

Вихід меляси на вітчизняних бурякоцукрових заводах може коливатися від 4,0 до 5,5% до маси переробленого буряка. У ній міститься приблизно 50% цукру, що складає близько 2,0...2,5% втрат цукру до маси буряка. Меляса вважається відходом цукрового виробництва, але вона служить цінною сировиною для цілого ряду різних галузей сучасної промисловості, з неї отримують етиловий і бутиловий спирт, лимонну і глютамінову кислоти, гліцерин і ацетон. Існує також декілька заводів в США та Західній Європі, що вилучають з меляси цукрозу хроматографічним способом.

8.3.1. Виробництво спирту. Зброджування меляси після її робавлення проводиться дріжджами Saccharomyces cerevisiae. Спочатку цукроза під дією ферменту дріжджів перетворюється в інвертний цукор, а потім під дією іншого ферменту – зимазою – зброджується з утворенням спирту та вуглекислоти:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О = 4 С₂Н₅ОН + 4 СО₂

Згідно формули на 100 кг цукрози теоретично повинно вийти 53,6 кг спирту. Але вихід спирту реальний складає 85%, тобто біля 46 кг, або 58 л на 100 кг введеного цукру. Якщо вважати, що в мелясі міститься 50% цукрози, то з 100 кг меляси отримується 30 л спирту.

У ряді країн використовують не тільки мелясу, але і відхід від її спиртної ферментації - барду. Кількість барди значно перевищує вихід основного продукту. Так, наприклад, при ферментації 40 кг меляси отримують близько 12 л спирту і 130 л барди із вмістом близько 9% СВ. Це викликано тим, що мелясу перед ферментацією розбавляють водою в співвідношенні: 1/4 частини меляси і 3/4 - води. Тому була розроблена технологія, що передбачає заміну води розбавленою бардою, що дозволило підвищити її концентрацію.

Барда, наприклад, використовується у Франції для поліпшення кормових якостей жому глибокого віджимання (16...28% СВ). При цьому значно поліпшується його протеїновий склад. Відома також технологія отримання дріжджів з подвійним центрифугуванням і поверненням 60% барди. Висушений буряковий жом з добавками барди називають бардяним жомом.

8.3.2. Виробництво хлібопекарських дріжджів. На відміну від виробництва спирту зброджування ведуть таким шляхом, щоб утворення спирту звести до мінімуму, а весь цукор використати на побудову дріжджових клітин, тобто на їх ріст та розмноження. Останні сильно прискорюються у присутності кисню, тому характерною ознакою виробництва дріжджів є енергійна аерація рідини, що бродить, в той час, як виробництво спирту є анаеробним процесом. Зброджування проводять за 26^оС та рН 4,7 – 5,0. отримані клітини дріжджів відділяють на сепараторах з проміжною промивкою водою. Дріжджовий концентрат пропускають через фільтри і отримують пресовані дріжджі.

Із 100 кг меляси отримують як правило 100 кг пресованих дріжджів із вмістом 25% СР. Пресовані дріжджі часто висушують.

8.3.3. Виробництво лимонної кислоти. Зброджування цукрози меляси в лимонну кислоту здійснюється аерофільними пліснявими грибками:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + 3 О ₂ = 2 С₆Н₈О₇ + 3 Н₂О

Утворена кислота з метою її очищення від інших речовин, що при йьому утворюються, зв’язується вапном в цитрат кальцію. Отримана суспензія цитрату фільтрується, причому фільтрат являє собою чистий розчин лимонної кислоти, котра після цього кристалізується, а кристали відділяються з маточного розчину в центрифугах. Із 100 кг меляси отримується приблизно 20 кг кристалічної лимонної кислоти.

З меляси отримують моноглютамат натрію, L - лізин, пеніциліні інші антибіотики, вітаміни і стимулятори зростання. При цьому меляса - основна сировина для виробництва вітаміну В₁₂, оскільки бетаїн меляси сприяє його біосинтезу. У Eurolysine (Франція) побудований найбільший в світі завод по виробництву L - лізину, що виробляє більше 21 тис. т в рік цієї амінокислоти. Використання L - лізину для харчування тварин дозволило значно скоротити для цих цілей витрати сої. Окрім основного продукту L - лізину, з мінеральних і органічних відходів його біологічного виробництва отримують бінарні добрива NK розчин з 45%-им вмістом протеїну, який концентрують і продають на корм для худоби.

8.3.4. Інші шляхи використання меляси. Меляса зарекомендувала себе хорошою сировиною для виробництва детергентів (миючих засобів), а також при виготовленні деяких будівельних матеріалів і в ливарному виробництві. Виявилось, що добавка 0,3...0,5% меляси в глину перед формуванням цеглини дозволяє поліпшити його пластичність і міцність після випалення. Залежно від виду сировини для виробництва цеглини за рахунок добавок меляси можна поліпшити його якість на 20...40%.

- Мелясу додають в грубі корми для худоби у поєднанні з сечовиною, глауберовою сіллю і іншими компонентами. При використанні меляси для поліпшення кормового раціону тварин до неї пред'являють відповідні вимоги. Так, по нормах ЄС вміст цукру в буряковій мелясі повинен бути рівне або перевищувати 45%, а для очеретяно-цукрової - більше 50% до її маси. Окрім цього, у Франції існують обмеження на деякі мікроелементи, вміст яких в мелясі не повинен перевищувати (мг/кг): миш'яку - 2, свинцю - 10, фтору - 150 і ртуті - 0,1.

- В літейних цехах мелясу в кількості 4-5% добавляють у формотворний пісок.

- При електролітичному способі отримання алюмінію вугільні аноди, насаджені на металічні стержні, для підвищення міцності опускають в масу, що складається із графіту та меляси.

- Під час штучного чи повітряного сушіння деревини її змазують сумішшю із розчину повареної солі та меляси щоб деревина не розтріскувалася.

- Мелясу використовують у виробництві сурогатів кави, сухих електробатарей.

- Як живильне середовище у мікробіологічному синтезі меляса використовується для виробництва лізину (незамінна амінокислота).

- З меляси отримують молочну кислоту (для харчової та шкіряної промисловостей), глютамінову кислоту (як харчову добавку) та ін.

Дата добавления: 2014-01-07