EA012527B1 - Способ щелочной экстракции сахаросодержащего растительного материала - Google Patents

Способ щелочной экстракции сахаросодержащего растительного материала Download PDF

Info

Publication number
EA012527B1
EA012527B1 EA200702243A EA200702243A EA012527B1 EA 012527 B1 EA012527 B1 EA 012527B1 EA 200702243 A EA200702243 A EA 200702243A EA 200702243 A EA200702243 A EA 200702243A EA 012527 B1 EA012527 B1 EA 012527B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sugar
extraction
temperature
biological material
containing plant
Prior art date
Application number
EA200702243A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200702243A1 (ru
Inventor
Йохен Арнольд
Штефан Френцель
Томас Михельбергер
Original Assignee
Зюдцукер Акциенгезелльшафт Маннхайм/Окзенфурт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зюдцукер Акциенгезелльшафт Маннхайм/Окзенфурт filed Critical Зюдцукер Акциенгезелльшафт Маннхайм/Окзенфурт
Publication of EA200702243A1 publication Critical patent/EA200702243A1/ru
Publication of EA012527B1 publication Critical patent/EA012527B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B10/00Production of sugar juices
    • C13B10/08Extraction of sugar from sugar beet with water
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23FCOFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F3/00Tea; Tea substitutes; Preparations thereof
    • A23F3/16Tea extraction; Tea extracts; Treating tea extract; Making instant tea
    • A23F3/18Extraction of water soluble tea constituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B10/00Production of sugar juices
    • C13B10/02Expressing juice from sugar cane or similar material, e.g. sorghum saccharatum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B20/00Purification of sugar juices
    • C13B20/02Purification of sugar juices using alkaline earth metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Beverage Vending Machines With Cups, And Gas Or Electricity Vending Machines (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Tea And Coffee (AREA)

Abstract

Данное изобретение касается улучшенного способа экстракции и последующего получения ингредиентов из биологического материала, в частности сахарной свеклы.

Description

Изобретение касается способа щелочной экстракции сахаросодержащего растительного материала, в частности свежей свекловичной стружки или целой свеклы, цикория или сахарного тростника.
Растения, как правило, содержат ингредиенты, также в частности водорастворимые ингредиенты, такие как сахароза, инулин или крахмал. Эти ингредиенты заключены в клетках растений и отделены биологическими мембранами, которые предотвращают возможный выход клеточного сока. Поэтому в качестве предварительной стадии для экстракционной обработки клеточного материала требуется разрушить эти мембраны так, чтобы клеточный сок мог выйти. Этой так называемой денатурации растительного материала обычно достигают путем нагревания растительного материала до температуры выше 70°С. Вследствие этого оказывается, что растительный материал сначала нагревают и затем этот денатурированный нагретый растительный материал подвергают экстракции. Она протекает таким образом, что экстрагент ведут в противотоке к нарезанному материалу, причем нарезанный материал отдает сахар, а экстрагент сахар принимает. Экстрагент, как правило, холоднее, чем растительный материал после термической денатурации. Поэтому получается, что температура нарезанного материала в течение прохождения экстракции понижается, то есть нарезанный материал по ходу экстракции постепенно охлаждается. В соответствии с известными способами экстракции нарезанную свеклу максимально быстро нагревают до температуры выше 70°С и экстрагируют в противотоке с экстрагентом, чаще всего водой, например свежей водой или конденсатом. Вследствие этого в течение хода экстракции формируется градиент температуры, который после нагревания нарезанных кусочков убывает от их входа до выхода.
Правда, этот способ обусловливает то, что экстракцию проводят в температурной области (от 65° до 75°С), в которой уже происходят изменения текстуры основного вещества нарезанных кусочков, а также химические изменения в нарезанном материале. Следствием этого является, что из нарезанного материала выделяются несахарные компоненты, и чистота экстракта снижается. Равным образом вследствие высокой температуры ухудшается текстура нарезанного материала. Это имеет значение, так как, как правило, в качестве следующей стадии обработки проводят механическое обезвоживание нарезанного материала, например, с помощью двухвинтового пресса. Ухудшение структуры кусочков, происходящее с температурной нагрузкой нарезанного материала, наносит вред способности к обезвоживанию нарезанного материала.
Итак, техническая проблема, лежащая в основе данного изобретения, в частности, состоит в том, чтобы разработать способ, при котором наиболее полно и очень селективно желаемые ингредиенты выделяют из биологического материала, в частности сахар из свеклы или предпочтительно из свежей свекольной стружки, причем одновременно обеспечивают высокую чистоту экстракта и как можно меньшее повреждение структуры нарезанного материала, причем способ должен быть экономичным.
В изобретении эта проблема решается путем разработки способа экстракции ингредиентов, в частности водорастворимых ингредиентов, например сахара, из биологического материала, в частности из сахарной свеклы (Века уи1дап8) или свежей свекловичной стружки, причем биологический материал в экстракционной установке во время прохождения экстракции подвергают возрастающему температурному градиенту, то есть биологический материал в ходе экстракции от входа материала до его выхода нагревают. Поэтому, в частности, изобретение предусматривает способ экстракции биологического материала, в частности свеклы, предпочтительно свежей свекловичной стружки, в экстракционной установке для свеклы, причем температуру биологического материала, в частности свеклы или предпочтительно свежей свекловичной стружки, в экстракционной установке для свеклы в ходе экстракции от входа нарезанного материала до выхода повышают, то есть создают повышающийся или обратный температурный градиент в течение хода экстракции.
В контексте данного изобретения под биологическим материалом понимают любой биологический материал, который для получения ингредиентов, в частности водорастворимых ингредиентов, может быть подвергнут экстракции с помощью экстрагента. В особенно предпочтительной форме выполнения биологический материал представляет собой растительный материал, в частности такой материал, как свекла, сахарный тростник или цикорий, а также их части или куски, в частности свежая свекловичная стружка. Биологический материал может также существовать в форме суспензии или в твердой форме, например в виде свежей свекловичной стружки или как смесь свекловичного жома и сока, причем сок может быть клеточным соком, полученным путем предварительной обработки биологического материала как нарезка, термическая денатурация или электропорация (Е1еккгоропегеп).
В контексте данного изобретения экстрагент является средством, которое может быть пригодным для экстракции ингредиентов из биологического материала, например водой, в частности свежей водой, а также конденсатом из сахарного завода.
В контексте данного изобретения под экстракцией понимают способ разделения для выделения отдельных ингредиентов, в частности сахара, из твердой или жидкой смеси веществ, в частности биологического материала с помощью пригодных растворителей, причем между растворителем и растворенным веществом, то есть ингредиентом биологического материала, не происходит никаких химических реакций. При получении водорастворимых ингредиентов из биологического материала в качестве экстрагента используют, как упоминалось, предпочтительно воду в жидком виде, например, при получении сахара
- 1 012527 из сахарной свеклы или свежей стружки из сахарной свеклы. В одном варианте из биологического материала могут быть получены дополнительно или исключительно жирорастворимые ингредиенты при использовании преобладающе неполярных и/или органических растворителей.
Данное изобретение предусматривает, что подвергаемый экстракции биологический материал в случае необходимости после предварительной обработки, например разрезания, и/или электропорации, и/или термической денатурации с определенной начальной температурой, подают на экстракцию, причем эту начальную температуру повышают во время прохождения экстракции от начала до конца. Изобретение предусматривает, что температура биологического материала в течение экстракции или в пространственном отношении вдоль участка экстракции повышается предпочтительно по меньшей мере на 10°С, по меньшей мере на 15°С, по меньшей мере на 20°С, по меньшей мере на 25°С или предпочтительно по меньшей мере на 30°С. В особенно предпочтительной форме выполнения это может происходить за счет того, что экстрагент подают в способ экстракции и тем самым к экстрагируемому биологическому материалу в более теплой форме по отношению к биологическому материалу. Предпочтительным образом экстрагент подают по принципу противотока к биологическому материалу, так что свежий экстрагент сначала встречается с биологическим материалом, находящимся уже в конце процесса экстракции, там вызывает нагревание продукта экстракции и в ходе дальнейшей экстракции отдает тепло во все уменьшающемся объеме биологическому материалу вплоть до начала участка экстракции. Таким образом, получается предпочтительная инверсия профиля температуры с возрастающей температурой биологического материала в течение хода экстракции. Этот способ имеет то преимущество, что принцип противотока действителен не только для потоков вещества, но и для тепловых потоков, идущих в противотоке. Это позволяет сократить потребности в тепле экстракционной установки. В особенно предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что экстрагент при входе в экстракцию, то есть предпочтительно при входе в заключительную область экстракции, характеризуется температурой от 40 до 100°С, предпочтительно 50-80°С, причем температура экстрагента в ходе дальнейшей экстракции, которая предпочтительно проходит методом противотока, посредством отдачи тепла продукту экстракции, то есть биологическому материалу, уменьшается, и причем в обратном направлении биологический материал в рамках экстракции нагревается.
Способ согласно изобретению приводит к улучшенной способности к обезвоживанию тканей свеклы, к повышению выхода экстракции и к повышению чистоты экстракта, в частности, путем предусмотренной, достигаемой в рамках обратного градиента температур, бережной обработки биологического материала, в частности тканей свеклы, и вследствие эффективной подготовки клеток. Повышенная температура в конце процесса экстракции дает возможность также экстрагировать последние остатки сахара, причем одновременно обеспечивать высокую отжимаемость кусочков и низкие потери сахара.
В предпочтительном варианте изобретение предусматривает, что температура биологического материала, в частности свежей свекловичной стружки нарезанной свеклы, в начале экстракции, то есть на вводе материала, в особенности вводе кусочков свеклы, составляет от 0 до 40°С, предпочтительно 25-36°С. Температура в ходе экстракции от ввода материала, в частности ввода кусочков свеклы, до выхода материала, в частности выхода кусочков, из экстракционной установки повышается, а именно предпочтительно до температуры от 40 до 80°С. В особенно предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что температура биологического материала, в частности свежей свекловичной стружки, при выходе материала, в частности выходе кусочков свеклы, из экстракционной установки составляет 40-60°С, предпочтительно 45-55°С. В другой предпочтительной форме выполнения особенно предпочтительным образом предусмотрено, что температура биологического материала, в частности свекловичной стружки при выходе материала, в частности выходе кусочков из экстракционной установки, составляет 60-80°С, предпочтительно 65-75°С.
В следующей предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что используемый биологический материал используют в измельченной форме, например в форме свекловичной стружки, которая, как пояснялось, в предпочтительной форме выполнения была подвергнута электропорации. Также может быть предусмотрено, что биологический материал, используемый для экстракции согласно изобретению, перед экстракцией термически переводят в удобное для переработки состояние. В другой предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что к используемому биологическому материалу, в частности электропорированной свекловичной стружке, добавляют вспомогательные вещества, в частности известь и/или известковое молоко.
В другой особенно предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что проводимая экстракция является щелочной экстракцией. В соответствии с этим предпочтительным образом биологический материал экстрагируют при значении рН приблизительно от 7 до 14.
В предпочтительном варианте имеет место экстракция в виде щелочной экстракции, в особенности при использовании подщелачивающих средств, таких как известковое молоко и/или жженая известь. Под «щелочным» в этом контексте понимают значение рН водной среды приблизительно от рН 7 до рН 14 (при 20°С). В предпочтительном варианте щелочную экстракцию проводят при рН 7,5 до рН 12, в частности приблизительно при рН 11, например рН 11,5.
- 2 012527
При щелочной экстракции не во всех случаях могут быть исключены нежелательные химические реакции с биологическим материалом, в частности может образоваться доля растворимого высокомолекулярного пектата кальция. Обычно эти нежелательные химические реакции сокращают за счет того, что проводят подщелачивание растительного материала в форме предварительной обработки известковым молоком или раствором сахарата кальция при относительно низких температурах (ниже 20°С). При известных температурах экстракции приблизительно 70-75°С все-таки имеют место нежелательные химические реакции щелочной экстракции, так что частично образуется пектат кальция, который существенно затрудняет фильтрацию нефильтрованного сатурационного сока, предпочтительно получаемого в ходе очистки сока известковым молоком и угольной кислотой. В противоположность этому предпочтительная щелочная экстракция согласно изобретению, которую проводят при низких температурах, сокращает образование этих высокомолекулярных соединений, вследствие чего при фильтрации нефильтрованного сатурационного сока, в частности нефильтрованного сока первой сатурации, полученного при экстракции сахарной свеклы посредством очистки сока, коэффициент фильтрации достигает менее чем 1 см2/с.
Введение щелочного агента в биологический материал, например, в форме известкового молока, гидроксида кальция, сахарата кальция или жженой извести предпочтительно происходит, например, уже непосредственно перед или после в случае необходимости имеющей место электропорации, в частности в промежуточном бункере перед последующей переработкой биологического материала или даже перед электропорацией. В другом варианте щелочной агент вводят непосредственно перед проведением экстракции. Согласно изобретению обычно предпочтительно щелочной агент вводят в биологический материал в форме водного раствора, предпочтительно наносят опрыскиванием. В другом варианте с целью введения щелочного агента в биологический материал вносят по меньшей мере одно щелочное вещество, в частности известь, например жженую известь, в качестве твердого вещества, предпочтительно в форме порошка.
Благодаря введению щелочного агента в биологический материал достигается уменьшение риска инфекции биологического материала и повышение микробиологической устойчивости биологического материала и выделения клеточного сока во время переработки. При этом микробиологическая устойчивость обычно составляет около 104 КВЕ/мл.
Согласно изобретению предпочтительно используют экстрактор типа башенного (вертикального) экстрактора. В одном варианте экстрактором является двухвинтовой экстрактор как ΌΌδ-экстрактор. В другом варианте экстрактор представляет собой секционный барабанный экстрактор как ВТ-барабан.
Поэтому в особенной степени способ по изобретению пригоден для щелочной экстракции растительного материала. При этом стружку сырья в предпочтительной форме изобретения перед экстракцией предварительно обрабатывают на холоде при температуре ниже 20°С известью или известковым молоком, то есть щелочным раствором гидроксида кальция, или раствором сахарата кальция. Предварительная обработка при температуре ниже 20°С стабилизирует пектин свеклы (основное вещество) и делает возможной последующую экстракцию при более высокой температуре. Эта предварительная обработка также повышает поглотительную способность основного вещества в отношении ионов кальция, и способность к обезвоживанию кусочков в связи с этим отчетливо повышается. К тому же достигается защита сахара от обмена веществ микробов.
В особенно предпочтительной форме данного изобретения предусмотрено, что биологический материал, используемый для электропорации, перед проводимой согласно изобретению экстракцией был подвергнут электропорации, то есть был подвергнут в проводящей среде действию поля высокого напряжения. Может быть предусмотрено, что поле высокого напряжения создают известным способом, например через находящиеся под напряжением Е-электроды посредством наложения напряжения, в частности высокого напряжения, через биологический материал.
Может быть использовано импульсные высокое напряжение, а также предусмотрен периодический источник переменного поля и источник постоянного напряжения. Напряженность поля составляет, например, около 0,1-20 кВ/см, в частности 1-5 кВ/см, предпочтительно 2-4 кВ/см. В одном варианте проводимость среды, в которой находится биологический материал при электропорации, согласована с проводимостью биологического материала таким образом, что достигают оптимального направления линий поля внутри биологического материала; предпочтительно проводимость составляет приблизительно 0,210 мСм/см, в частности 0,2-2,1 мСм/см или 2,6-6,0 мСм/см. В особенно предпочтительном варианте для электропорации используют целые плоды, например целую сахарную свеклу, чтобы в случае необходимости измельчить этот материал после электропорации. Разумеется, в предпочтительной форме выполнения также предусмотрено, что биологический материал также подают для электропорации в измельченной форме, например для сахарной свеклы в форме свекловичной стружки.
В следующей форме выполнения предусмотрено, что из экстрагируемого биологического материала согласно изобретению, а именно, например, из смеси свекловичного жома и сока, получающейся после экстракции свекловичной стружки, ингредиенты очищают и получают известным способом. Согласно изобретению предпочтительно из экстракта, полученного из экстракции обработанной согласно изо
- 3 012527 бретению сахарной свеклы, в следующем процессе получают сахар в многоступенчатой установке для кристаллизации. Экстрагируемый биологический материал, в частности экстрагируемую свекловичную стружку, затем еще механически обезвоживают и смешивают, например, с мелассой (кормовой патокой) и предпочтительно после термической сушки продают по заниженным ценам в качестве кормового средства, в частности в качестве кормовых гранул.
В следующем предпочтительном варианте в способе согласно изобретению в биологический материал перед или после экстракции вводят по меньшей мере одну добавку. В контексте данного изобретения под «добавкой» понимают композицию или химически чистое вещество, которое в получаемом ингредиенте, предпочтительно в пищевом продукте, не имеет никаких функций. Сюда относятся производственное сырье, такое как конденсат, а также технологическая вода, растворитель, дезинфицирующее средство как формальдегид или антивспениватель. Предпочтительно это также вспомогательное средство для флокуляции как катионные или анионные флокулянты, вещества для введения щелочности и/или ионов кальция как известковое молоко, жженая известь, гидроксид кальция, сахарат кальция, сульфат кальция и другие соли кальция и/или соли алюминия. Согласно изобретению предпочтительно в биологический материал вводят по меньшей мере одну добавку обычно в форме раствора, предпочтительно наносят опрыскиванием. В следующем варианте вводят по меньшей мере одну добавку в виде твердого вещества, предпочтительно в форме порошка. Введенные добавки также способствуют предварительной очистке выделяемого клеточного сока.
Предпочтительным объектом данного изобретения также является способ повышения отжимаемости экстрагируемого биологического материала, в частности свежей стружки сахарной свеклы, и с этим доли сухого вещества, достигаемого при отжимании, отличающийся тем, что на первой стадии проводят электропорацию биологического материала, в частности сахарной свеклы или свежей стружки сахарной свеклы, и на следующей стадии согласно изобретению щелочную экстракцию электропорированного биологического материала с обратным или повышающимся градиентом температуры, в частности электропорированной сахарной свеклы или свежей стружки сахарной свеклы, и затем получают экстрагированный биологический материал с повышенной отжимаемостью.
Следующим предпочтительным объектом данного изобретения также является способ получения экстрагированного биологического материала, в частности экстрагированной стружки сахарной свеклы, с высокой долей сухого вещества, предпочтительно около 38%, более предпочтительно около 40-42%, отличающийся тем, что на первой стадии биологический материал, в частности сахарную свеклу или стружку сахарной свеклы, подвергают электропорации, и на следующей стадии электропорированный биологический материал, в частности сахарную свеклу или стружку сахарной свеклы, подвергают щелочной экстракции согласно изобретению с повышающимся или обратным градиентом температуры, в последующей стадии электропорированный биологический материал, в частности сахарную свеклу или стружку сахарной свеклы, предпочтительно отжимают известным способом и затем получают экстрагированный биологический материал с повышенным содержанием сухого вещества.
Следующие предпочтительные формы выполнения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение поясняется следующим примером и относящимися к нему фигурами.
Фигуры изображают:
фиг. 1 - графическое изображение кривой температуры в экстракционной установке при форме выполнения согласно изобретению и обычной форме;
фиг. 2 - графическое изображение результатов опытов прессования с различно обработанной экстрагированной свежей свекловичной стружкой и фиг. 3 - графическое изображение потерь при экстракции и потерь при прессовании различно обработанной свекловичной стружки.
Пример
В рамках пилотных испытаний (переработка около 1 т сахарной свеклы) были испытаны способ согласно изобретению и известный способ. Экспериментальная установка состояла из пилотной установки для электропорации (производительность 10 т/ч), экспериментального режущего устройства, чтобы размельчать сахарную свеклу, строгать, обогреваемого паром датского наклонного диффузора (тип ΌΌ8) и двухвинтового пресса.
Традиционный способ (щелочная экстракция).
Прежде всего, сахарную свеклу опрыскивали щелочным средством и измельчали в экспериментальном режущем устройстве. Подщелачивание целесообразно производили в режущем устройстве. Посредством опрыскивания свеклы в режущем устройстве смогли достигнуть удовлетворительного распределения раствора гидроксида кальция на обрабатываемом стружечном материале. При этом принимали во внимание, что эта стадия процесса проводилась на холоде, в области температур ниже 20°С, тем самым сокращая нежелательные побочные реакции (образование растворимого пектата кальция). Подщелоченные кусочки сахарной свеклы переводили в двухвинтовой экстрактор. После этого подщелоченную стружку сахарной свеклы экстрагировали в двухвинтовом экстракторе в течение двух часов. При этом желаемый ход температуры устанавливали путем нагревания участка обогревательной рубашки (см.
- 4 012527 фиг. 1). Ход температуры в экстракционной установке на протяжении 11 точек измерения от ввода до выхода материала был таким, как следует далее (температура биологического материала)
57,2/75/79,9/79/74,6/69,8/63,9/62,1/60,2/57,1/57,2
Добавка подщелоченной свекловичной стружки происходила в датском наклонном диффузоре при 1 точке измерения, и добавка экстрагента (конденсат) происходила при 10 точках измерения (точка измерения 11: зона стекания).
При этом стружку сахарной свеклы в течение процесса экстракции (точки измерения 1-4) сначала ошпаривали, чтобы способствовать термической денатурации и открытию клеточных мембран (точки измерения 1-4). Затем производили собственно экстракцию, при которой температура экстракции опять легко снижалась (точки измерения 5-11).
Способ согласно изобретению.
Около 1 т сахарной свеклы обрабатывали электроимпульсом (открытие клеток посредством электроплазмолиза) в пилотной установке электропорации (производительность около 10 т/ч).
После этого сахарную свеклу опрыскивали щелочным средством и измельчали на холоде в экспериментальном режущем устройстве.
Затем свежую стружку сахарной свеклы передавали в пилотную экстракционную установку и экстрагировали в течение 2 ч. При этом ход температуры в экстракторе определялся исключительно нагревом свежей экстракционной воды до определенной температуры (в данном случае 70°С) и противотоком продукта экстракции (свекловичный жом) и экстрагента (свежая вода) (см. фиг. 1). Ход температуры в экстракционной установке на протяжении 11 точек измерения был таким, как следует далее (температура биологического материала)
36/45/49/54/55/59/62/64/66/67/66,5
От косвенного нагрева экстрактора с помощью теплообменника с обогревательной рубашкой полностью отказались.
Результаты и общие выводы
Результаты исследований показывают, что экстрагированный свекловичный жом, полученный способом согласно изобретению (содержание сухого вещества прессованных кусочков, %: 40,4), был явно лучше обезвожен, чем экстрагированный свекловичный жом, полученный традиционным способом (содержание сухого вещества в прессованном жоме, %: 33,9) (фиг. 2). Очевидно, что при способе согласно изобретению текстура кусочков получается лучше. В частности при проведении щелочной экстракции вследствие сниженной начальной температуры в первой области экстракции, в которой эффективная щелочность еще очень высока, достигается щадящая обработка нарезанного материала, которая в эксперименте способствует явному повышению обезвоживания экстрагируемой стружки.
Способ согласно изобретению также обнаружил в эксперименте лучшие результаты экстракции (фиг. 3). Там представлена так называемая степень потерь экстрагированного жома и прессованного жома. Степень потерь после экстракции составляет для традиционного способа 5,6% и для способа согласно изобретению - 3,7%. Степень потерь после прессования составляет для традиционного способа 1,2% и для способа согласно изобретению - 0,74%. Степень потерь после экстракции обозначает массовую долю сахарозы в экстрагируемом продукте, которая не экстрагировалась и поэтому осталась в экстрагированном жоме, или степень потерь после прессования обозначает массовую долю сахарозы в экстрагируемом продукте, которая осталась в прессованном жоме. При способе согласно изобретению при сравнимых условиях экстракции и прессования достигают более низкой степени потерь.
Улучшение выхода экстракции по сравнению с традиционным способом тем поразительнее, что как считалось прежде вследствие сниженной средней температуры экстракции движущая сила для массопередачи и тем самым выход экстракции снижаются. Обычно исходят из того, что решающим процессом при экстракции является диффузия молекул сахарозы из клеток растения. Коэффициент диффузии сахарозы в водный раствор отчетливо зависит от температуры. Однако для способа согласно изобретению было обнаружено, что несмотря на снижение средней температуры экстракции были достигнуты лучшие результаты экстракции. Это, возможно, может быть связано с тем, что вследствие раскрытия клеток посредством электроплазмолиза в начале процесса экстракции играют роль конвекционные транспортные процессы, что имеет место вытекание клеточного сока, которое из-за раскрытия клеток вследствие электропорации и эффективного давления внутри клеток (тургор) возможно уже при низких температурах, без нарушения текстуры свекловичной стружки. В конце процесса экстракции для экстракции последних остатков сахара однозначно играют роль процессы диффузии. Этому процессу определенно способствует высокая температура.
Вследствие этого конкретного примера, в целом имеет смысл для экстракции электропорированного растительного материала при правильно в целом сниженной температуре, например в области температур от 0 до 50°С, устанавливать обратный градиент температур. Путем увеличения температуры экстракции в конце экстракции последние остатки сахара экстрагируются более эффективно и при более мягких условиях, чем это происходит в традиционном способе. Проведение экстракции при столь низкой температуре рационально только тогда, когда, прежде всего, добиваются как можно более мягкой обра
- 5 012527 ботки растительного материала и не придают большого значения как можно более полному выходу сахара. Однако если стремятся к как можно более высокому выходу экстракции, конечная температура экстракции должна быть повышена приблизительно до 70°С.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ щелочной экстракции сахаросодержащего растительного материала, выбранного из группы, включающей сахарную свеклу в виде целой свеклы или свекловичной стружки, цикорий или сахарный тростник, в экстракционной установке, предусматривающий постепенное повышение температуры сахаросодержащего растительного материала от входа материала до выхода материала в противоточном способе за счет взаимодействия материала с экстрагентом, причем экстрагентом является вода.
  2. 2. Способ по п.1, причем температура сахаросодержащего растительного материала при входе материала лежит в области от 0 до 40°С.
  3. 3. Способ по п.2, причем температура сахаросодержащего растительного материала при входе материала лежит в области от 25 до 36°С.
  4. 4. Способ по одному из пп.1-3, причем температура сахаросодержащего растительного материала при выходе материала лежит в области от 40 до 80°С.
  5. 5. Способ по одному из пп.1-3, причем температура сахаросодержащего растительного материала при выходе материала лежит в области от 60 до 90°С.
  6. 6. Способ по п.4 или 5, причем температура сахаросодержащего растительного материала при выходе материала лежит в области от 65 до 75°С.
  7. 7. Способ по п.4, причем температура сахаросодержащего растительного материала при выходе материала лежит в области от 40 до 60°С.
  8. 8. Способ по п.7, причем температура сахаросодержащего растительного материала при выходе материала лежит в области от 45 до 55°С.
  9. 9. Способ по одному из пп.1-8, причем сахаросодержащий растительный материал перед экстракцией подвергают электропорации.
  10. 10. Способ по одному из пп.1-9, причем в сахаросодержащий растительный материал перед экстракцией вводят добавки, предпочтительно известь, и/или известковое молоко, и/или раствор сахарата кальция.
  11. 11. Способ по п.10, причем обработку известью, известковым молоком или раствором сахарата кальция осуществляют при 20°С.
  12. 12. Способ по одному из пп.1-11, причем экстракция является щелочной экстракцией.
  13. 13. Способ по одному из пп.1-12, причем экстрагент в начале экстракции имеет температуру от 50 до 80°С.
  14. 14. Способ по п.1, согласно которому получают экстрагированный биологический материал, обладающий повышенной отжимаемостью.
EA200702243A 2005-04-15 2006-03-15 Способ щелочной экстракции сахаросодержащего растительного материала EA012527B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005017446A DE102005017446B4 (de) 2005-04-15 2005-04-15 Temperaturführung bei der alkalischen Extraktion
PCT/EP2006/002344 WO2006108481A1 (de) 2005-04-15 2006-03-15 Temperaturführung bei der alkalischen extraktion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200702243A1 EA200702243A1 (ru) 2008-02-28
EA012527B1 true EA012527B1 (ru) 2009-10-30

Family

ID=36540238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200702243A EA012527B1 (ru) 2005-04-15 2006-03-15 Способ щелочной экстракции сахаросодержащего растительного материала

Country Status (25)

Country Link
US (1) US8157917B2 (ru)
EP (1) EP1874965B1 (ru)
JP (1) JP4792499B2 (ru)
KR (1) KR101252274B1 (ru)
CN (1) CN101160415B (ru)
AT (1) ATE458071T1 (ru)
AU (1) AU2006233529B2 (ru)
BR (1) BRPI0607514A2 (ru)
CA (1) CA2604765C (ru)
DE (2) DE102005017446B4 (ru)
DK (1) DK1874965T3 (ru)
EA (1) EA012527B1 (ru)
EG (1) EG24648A (ru)
ES (1) ES2340065T3 (ru)
IL (1) IL186540A (ru)
MA (1) MA29449B1 (ru)
MX (1) MX2007012792A (ru)
NZ (1) NZ562535A (ru)
PL (1) PL1874965T3 (ru)
PT (1) PT1874965E (ru)
SI (1) SI1874965T1 (ru)
TN (1) TNSN07378A1 (ru)
UA (1) UA94905C2 (ru)
WO (1) WO2006108481A1 (ru)
ZA (1) ZA200708805B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL155447A0 (en) * 2000-10-20 2003-11-23 Eisai Co Ltd Nitrogenous aromatic ring compounds
DE102004028782B4 (de) * 2004-06-16 2012-03-01 Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt Extraktion von Inhaltsstoffen aus Rübenschnitzeln
DE102008020429B4 (de) * 2008-04-24 2012-02-02 Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt Verfahren zur Elektroporation von Rübenschnitzeln und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
EP2338356A1 (en) 2009-12-23 2011-06-29 Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt Reactor system for electroporation
US20220090219A1 (en) * 2020-09-23 2022-03-24 Solenis Technologies, L.P. Compositions and methods for extracting biological material from sugar-bearing plants

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB782652A (en) * 1953-01-05 1957-09-11 Kurt Heinrich Improvements in or relating to the extraction of sugar from sugar beet cossettes
EP1002879A1 (de) * 1998-11-14 2000-05-24 Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren von Zucker aus gehäckseltem Zuckerrohr
US6149957A (en) * 1998-04-09 2000-11-21 Nestec S.A. Aroma recovery process
JP2002306075A (ja) * 2001-04-12 2002-10-22 Ucc Ueshima Coffee Co Ltd コーヒー飲料の製造方法
JP2004024094A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Ucc Ueshima Coffee Co Ltd コーヒー生豆の焙煎および抽出方法
WO2004055219A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-01 Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt Gewinnung von inhaltsstoffen aus biologischem material
EP1472932A1 (en) * 2002-02-05 2004-11-03 Kao Corporation Process for producing green tea polyphenol

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2334395A1 (fr) 1975-12-09 1977-07-08 Raffinerie Tirlemontoise Sa Appareil d'extraction au moyen de liquide, de produits faisant partie de matieres solides
GB9300243D0 (en) 1993-01-06 1993-03-03 Solvay Interox Ltd Disinfection of aqueous solutions
JP4242447B2 (ja) * 1993-01-22 2009-03-25 イミュネックス・コーポレーション Cd40リガンド遺伝子の突然変異の検出および治療
DE19504101A1 (de) 1995-02-08 1996-08-22 Sueddeutsche Kalkstickstoff Verfahren zur Reinigung von Kohlenhydratderivaten mit oberflächenaktiver Wirkung
DE19837958C1 (de) 1998-08-21 2000-03-02 Braunschweigische Masch Bau Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrohr
US6387186B1 (en) * 1999-08-19 2002-05-14 Tate & Lyle, Inc. Process for production of purified beet juice for sugar manufacture
JP2001354991A (ja) 2000-06-12 2001-12-25 Ikeda Shokken Kk 高度不飽和脂肪酸含有油脂の精製方法
DE10206808A1 (de) * 2002-02-19 2003-08-28 Oxeno Olefinchemie Gmbh Verfahren zur Trennung von Stoffen durch Extraktion oder Wäsche mit ionischen Flüssigkeiten
US20040218599A1 (en) 2003-05-01 2004-11-04 Genesis Microchip Inc. Packet based video display interface and methods of use thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB782652A (en) * 1953-01-05 1957-09-11 Kurt Heinrich Improvements in or relating to the extraction of sugar from sugar beet cossettes
US6149957A (en) * 1998-04-09 2000-11-21 Nestec S.A. Aroma recovery process
EP1002879A1 (de) * 1998-11-14 2000-05-24 Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren von Zucker aus gehäckseltem Zuckerrohr
JP2002306075A (ja) * 2001-04-12 2002-10-22 Ucc Ueshima Coffee Co Ltd コーヒー飲料の製造方法
EP1472932A1 (en) * 2002-02-05 2004-11-03 Kao Corporation Process for producing green tea polyphenol
JP2004024094A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Ucc Ueshima Coffee Co Ltd コーヒー生豆の焙煎および抽出方法
WO2004055219A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-01 Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt Gewinnung von inhaltsstoffen aus biologischem material

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 2003, no. 02, 5 February 2003 (2003-02-05) & JP 2002306075 A (UCC UESHIMA COFFEE CO LTD.), 22 October 2002 (2002-10-22), abstract *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 2003, no. 12, 5 December 2003 (2003-12-05) & JP 2004024094 A (UCC UESHIMA COFFEE CO LTD.), 29 January 2004 (2004-01-29), abstract *

Also Published As

Publication number Publication date
US8157917B2 (en) 2012-04-17
PT1874965E (pt) 2010-05-05
DE102005017446A1 (de) 2006-10-19
KR20080007598A (ko) 2008-01-22
PL1874965T3 (pl) 2010-07-30
JP4792499B2 (ja) 2011-10-12
EP1874965B1 (de) 2010-02-17
IL186540A0 (en) 2008-01-20
KR101252274B1 (ko) 2013-04-05
DK1874965T3 (da) 2010-05-31
DE102005017446B4 (de) 2008-06-05
BRPI0607514A2 (pt) 2009-09-08
SI1874965T1 (sl) 2010-05-31
EA200702243A1 (ru) 2008-02-28
TNSN07378A1 (en) 2009-03-17
US20080214804A1 (en) 2008-09-04
WO2006108481A1 (de) 2006-10-19
AU2006233529B2 (en) 2010-09-23
CN101160415B (zh) 2011-01-19
EG24648A (en) 2010-04-04
DE502006006175D1 (de) 2010-04-01
JP2008535505A (ja) 2008-09-04
MA29449B1 (fr) 2008-05-02
CN101160415A (zh) 2008-04-09
CA2604765A1 (en) 2006-10-19
CA2604765C (en) 2013-08-13
MX2007012792A (es) 2007-11-15
ATE458071T1 (de) 2010-03-15
ZA200708805B (en) 2009-01-28
ES2340065T3 (es) 2010-05-28
NZ562535A (en) 2011-02-25
UA94905C2 (ru) 2011-06-25
IL186540A (en) 2012-01-31
AU2006233529A1 (en) 2006-10-19
EP1874965A1 (de) 2008-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104805225B (zh) 一种原生态黑糖的加工方法
EA012527B1 (ru) Способ щелочной экстракции сахаросодержащего растительного материала
CA2510680C (en) Extraction of ingredients from biological material
KR20070039497A (ko) 사탕무 칩으로부터 구성성분의 추출
US4138272A (en) Process for the obtention of fructose and fructose-rich syrups from xerophyte plants
CN107602731B (zh) 一种提取菊芋中菊粉的工业化生产方法
Almohammed et al. Several-staged alkaline pressing-soaking of electroporated sugar beet slices for minimization of sucrose loss
DE3150314C2 (de) Verfahren zur Gewinnung einer Saccharose-Lösung aus Zuckerrüben und anderen saccharosehaltigen Pflanzen
CN111184761A (zh) 一种酸角提取物的制备方法
RU2202621C1 (ru) Способ производства пектинового концентрата из свекловичного жома
RU2333965C1 (ru) Способ получения диффузионного сока
RU2551551C1 (ru) Способ получения диффузионного сока
RU2295260C2 (ru) Способ получения пектина из плодоовощного сырья и его отходов
RU2165459C1 (ru) Способ получения диффузионного сока
RU2552070C1 (ru) Способ получения стабилизированного пектинсодержащего тыквенного жома
RU2504587C2 (ru) Способ диффузионно-прессового извлечения сахарозы из свекловичной стружки
JPS6251962A (ja) かんきつ類搾汁粕の処理方法
SU1718772A1 (ru) Способ производства пастообразного растворимого цикори
RU2118639C1 (ru) Способ получения раствора пектина из растительного сырья

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY MD

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU