粉状活性炭在糖厂的脱色作用

**醋酸钠** 发表于前天 11:33 · **醋酸钠** 发表于前天 11:33

这是活性炭较古老的使用，早在1916年活性炭产品在食糖厂大规模脱色试用成功，从此国外业者相继选用，逐渐代替了骨炭的商场，食糖职业成为使用活性炭的大户。我国食糖年产六百万吨以上，曾选用二氧化硫法脱色，运用椰壳活性炭者不多。

食糖厂有甘蔗糖厂和甜菜糖厂，在精制阶段运用粉状活性炭的作用首在脱色，脱色效能远胜过骨炭。因为糖液含有多种上色物质：如类黑精、焦糖和铁多酚络合物等，具有广阔表面积（500-1500m2/g）的活性炭和有丰富中孔和微孔的活性炭能发挥很好的吸附作用和脱色功率，而骨炭仅含炭约10%，其表面积仅几十平方米，当非活性炭可比。不过骨炭含有约80%的磷酸钙和约10%的碳酸钙，有利于去除糖液中的一些炭分和蛋白质，可谓利益。

以粉状活性炭处理糖液，除了脱色作用外，还有脱除胶质和表面活性杂质的作用，然后会使糖液增加表面张力，下降粘度，减少蒸发时的泡沫，前进结晶速度，改善食糖结晶与糖蜜的别离。

处理糖液的活性炭，从前都用粉炭，分批搅拌，然后过滤；后来较大规模的处理，大都选用粒炭床，也有运用调度粒径分布、改善过滤功能的一种粉状炭。以经济的接连逆流法进行。

一般脱色的操作条件是：

1、糖液浓度：稀些，有利于脱色，但蒸发量大，约50%为宜；

2、温度：70~80℃；

3、pH：6~8。酸性有利于脱色、但会引起糖的转化，较佳是pH：7；

4、时间：15~20min；

5、用量：以有适傍边孔和微孔的活性炭为宜，用量因活性炭质量而不同，应从实验比较面定，一般约用0.2%。

糖用炭脱除的主要是糖浆中焦糖、类黑精和含铁多酚配合物等类化合物。焦糖中主要是含酚型和琨型官能团的糖经过热解而形成的一种不含氮的有色物质；类黑精是用还原性糖与氨基化合物反应而形成的一种含氮的有色物质和含铁的多酚配合物等。在这些有色物质中，类黑精是最强的有色物质。这些有色物质由离解和未离解的化合物组成，以阴离子型占优势。这些物质的粒子大小也互不相同，最强的颜色由胶粒分子量为8000～15000所产生。

由于各种有色物质的分子量大小不同，分子的结构不同，分子中含无机基团的数量多少不同等原因，故活性炭对它们亲合性的大小也不同，吸附性能也就不一样。在糖液的有色物质中，最容易被吸附的组分通常是类黑精。又因为各种活性炭的孔隙结构的分布不同，每种孔隙的容积在总孔容积中所占比例不同，因而对不同种类的糖液，它们的脱色能力也就不一样。在研究活性炭时，一定要对具体情况，研制不同类型的活性炭，这样才能取得最佳效果。

活性炭脱色效果受多种因素的制约，包括活性炭用量、吸附时间、温度、溶液pH值、活性炭质地等，可以在单因素试验的基础上设计正交试验，优化脱色条件。根据孙颉等对灵芝活性炭脱色的研究中发现各种因素对活性炭脱色效果的影响如下：

1．pH

活性炭是黑色细微多孔性物质，具有芳香环式的结构，它靠范德华力将色素吸附到自身表面，从而使有色物质脱色。活性炭擅于吸附芳香族有机物（糖汁中的有色物大部分属于这类）并易于吸附含有3个碳原子以上的其他有机物。它对不带电物质的吸附力较强，而对带电物质（如阴离子）的吸附较弱。对后者的吸附与溶液pH值有关：在酸性溶液中吸附较强，碱性溶液中较弱。因为弱酸性物质在低pH值下带电较少以至不带电，较易被吸附；高pH值下电荷较强，不利于吸附。故在酸性条件或偏酸性样液中活性炭具有良好的效果，当样液的pH值超过5以后，随pH值上升活性炭脱色效果下降，但是下降的幅度不大。总体上，活性炭脱色能力随着pH值的升高而降低。另外，溶液的pH值也会影响到多糖的损失，pH值对灵芝浸提液活性的影响并不大，但是高酸度及高碱度会导致多糖的水解，为此，综合考虑选pH＝5作为用活性炭脱色的pH值，此时，既能保证较好的脱色效果，又使活性成分损失不太大。

2．活性炭用量

活性炭脱色效果随其用量的增加而显著增强，但是，活性炭用量过大会使多糖的损失过大，脱色效果随活性炭用量增加而增强的幅度逐渐减小，综合考虑，活性炭用量在1.5％～50％范围内效果最好。

3．温度

在不同的温度下，活性炭脱色的能力变化不大，多糖的变化也不大，因此，温度对活性炭脱色效果的影响不大，但是过高的温度会造成多糖活性的丧失，所以温度以30～60℃为宜。

4．脱色时间

随着活性炭的加入，有色成分被迅速脱去，在最短的时间内（5min）就已经起到了很好的效果。虽然随着吸附时间的增加，色素被进一步吸附，但是也导致多糖的进一步损失，所以脱色时间不宜过长，以10～30min 为宜。杨云等等对大枣渣多糖活性炭脱色研究中，优化的最佳条件为活性炭用量2％，pH＝3.5,40℃保温20min。游见明等对南瓜多糖活性炭脱色研究中，优化的最佳条件为：活性炭用1.2％，pH＝5.0,40℃保温50min。

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