Очистка пектинового экстракта от балластных веществ

АННОТАЦИЯ

В статье изученный анализ результатов исследований показывает, что с повышением скорости вращения центрифуги, следовательно, с увеличением фактора разделения увеличивается количество выпавших в пробирках балластных веществ. Однако при скорости вращения центрифуги, равной 3000 об/мин, все балластные вещества выпадают в осадок.

ABSTRACT

The studied research analysis in the article shows that the amount of ballast substances deposited in the tube with the rise of speed in rotation of the centrifuge, consequently with the growth of the separation factor increases. However all ballast substances precipitate at a centrifuge rotation speed of 3000 rpm.

Ключевые слова: балластные вещества, полифенолы, центрифуга, пектин, выжимки, полисахарид, студень, экстракт, водорастворимые полисахариды, спирт, порошок, фильтр.

Keywords: ballast substances, polyphenols, centrifuge, pectin, extracts, polysaccharide, jelly, extract, water-soluble polysaccharides, refrigerator, powder, filter.

Пектиновый экстракт — это текучая и вязкая жидкость. В его составе кроме 1,8–2% пектина, как правило, бывают балластные вещества. К балластным веществам относятся белки, малорастворимые в кислых растворах, отдельные полисахариды, полифенолы и другие. Почти все эти вещества не растворяются в растворах спирта, поэтому при осаждении пектина спиртом они вместе с ним выпадают в осадок и тем самым оказывают отрицательное влияние на качество готового продукта.

Фильтрованием невозможно очистить пектиновый экстракт от балластных веществ. Этому процессу мешает высокая вязкость экстракта.

Самый эффективный метод очистки пектинового экстракта от балластных веществ — это центрифугирование.

Основной показатель центрифугирования — это фактор разделения [1, 2]. Фактор разделения зависит от ряда показателей: плотности вещества, радиуса центрифугирования, температуры и вязкости среды, скорости вращения и т.п. Если радиус центрифугирования, вязкость среды, температура и плотность осаждаемого вещества будут постоянными, то можно управлять фактором разделения изменением скорости вращения.

В целом центробежная сила представлена:

 ,                                                                    (1)

где С — центробежная сила, Н;

m — масса вращающегося вещества, кг;

W — скорость вращения, м/с;

r — радиус вращения, м;

G — масса вращающегося вещества, Н.

Скорость вращения определяется следующим образом:

,                                                                         (2)

где ω — угловая скорость, рад/с;

n — количество циклов в минуту.

Сравните (1) и (2) следующим образом:

.                                                                         (3)

Найти (3) или:

.                                                                             (4)

Очевидно, что увеличение числа витков будет оказывать большее влияние на правильную центробежную силу при увеличении радиуса реактора.

Отношение центробежных напряжений к гравитационным напряжениям называется коэффициентом разделения (Cr) и определяется следующим образом:

 .                                                                             (5)

Предполагая (1), (2) и (3):

.                                                                             (6)

Предполагая, что размер лабораторной центрифуги составляет 12 см (0,12 м), 1000 об/мин:

.

Точно так: если , то 

если , то 

если , то 

если , то 

если , то .

В лабораторных условиях на основе полученных выше параметров пектиновый экстракт охлаждали до 40 °С. Экстракт в количестве 10 мл в каждой пробирке центрифугировали в течение 10 минут. По завершении центрифугирования осветленный экстракт из пробирок сливали в отдельный стакан декантированием и осаждали пектиновые вещества с последующим определением их физико-химических показателей [4]. Осадки из пробирок собирали ополаскиванием водой в отдельный стакан. Затем их концентрировали на водяной бане с последующим высушиванием в сушильном шкафу при 105 °С до постоянного веса. Результаты исследований приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Результаты очистки пектина от балластных веществ центрифугированием

Анализ результатов исследований показывает, что с повышением скорости вращения центрифуги, следовательно, с увеличением фактора разделения увеличивается количество выпавших в пробирках балластных веществ. Количество пектина, полученного из 100 мл экстракта, уменьшается. Однако при скорости вращения центрифуги, равной 3000 об/мин, все балластные вещества выпадают в осадок, и дальнейшее увеличение скорости вращения центрифуги на процесс удаления балластных веществ не влияет.

Список литературы:
1. Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. — М. : Агропромиздат, 1991. — С. 102–110.
2. Турбаев Б.Д. Совершенствование технологических процессов подготовки сырья и извлечения пектиновых веществ из хлопковой створки: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — Киев : КТИПП, 1992. 23 с.
3. Холдоров Б.Б. Факторы, влияющие на получение пектина из корзин подсолнечника // Универсум: техническая наука. — М., 2019. — С. 77–78.
4. Холдоров Б.Б., Додаев К.О. Изучение сельскохозяйственных отходов в качестве пектинсодержащего сырья // VII Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в науке и образовании». — Пенза, 2018. — C. 40–42.
5. Эрматов О.С. Изучение условий выращивания безэррукового сорта рапса // Вестник. — М., 2013. — С. 22–25.