Miten aktiivihiiltä käytetään sokerin puhdistamiseen ja värinpoistoon?

Sokeri on välttämätön ainesosa elintarviketuotannossa ja arjessa, ja sen laatu vaikuttaa suoraan tuotteen maun ja markkinoilla hyväksymisen tasoon. Sokerin puhdistus ja väriaineiden poisto ovat keskeisiä vaiheita sokerin käsittelyssä, sillä raaka-sokeri sisältää epäpuhtauksia, väriaineita ja kolloideja, jotka on poistettava. Aktivoitu hiili, jolla on voimakas adsorptiokyky, on korvaamaton materiaali tässä prosessissa. Olen työskennellyt aktivoituhilealalla yli 25 vuoden ajan ja auttanut lukuisia sokeritehtaita optimoimaan puhdistus- ja valkaisuprosessejaan. Pienistä jalostamoista alkaen globaalisti viennin tekeviin suuriin sokerivalmistajiin asti oikea aktivoituhileen käyttö voi merkittävästi parantaa sokerin laatua samalla kun tuotantokustannuksia alennetaan. Tässä artikkelissa jaan käytännön menetelmiä, keskeisiä huomioon otettavia asioita sekä todellisia esimerkkejä auttaakseni sinua hallitsemaan aktivoituhileen käyttö sokerin puhdistuksessa ja väriaineiden poistossa.

Onnistuneen sokerin puhdistuksen ja väriaineiden poiston ensimmäinen askel on sopivan aktivoitun hiilen valinta. Yleisesti ottaen kaasujen käsittelyyn käytetään yleensä hunajakennoaktivoitua hiiltä ja pellettiaktivoitua hiiltä, kun taas värinpoistoon ja puhdistukseen käytetään pääasiassa jauhe-aktivoitua hiiltä. Sokerin käsittelyssä jauhe-aktivoitu hiili on ideaalinen valinta sen suuren ominaispinta-alan, nopean adsorptiokyvyn ja kyvyn sekoittua täysin sokerisiirappiin vuoksi. Muutama vuosi sitten eteläisen Kiinan sokeritehdas kamppaili jalostetun sokerinsa epäjohdonmukaisen värin ja puhtauden kanssa. Tuotantoprosessin ja sokerisiirappinäytteiden analysoinnin jälkeen suositimme elintarvikeluokan kookoskuoria perustuvaa jauhe-aktivoitua hiiltä, jonka ominaispinta-ala oli yli 1100 m²/g. Tämä valinta ei ainoastaan tehokkaasti poistanut väriaineita ja epäpuhtauksia, vaan säilytti myös sokerin luonnollisen makeuden. On tärkeää välttää granulaari- tai pellettiaktivoitun hiilen käyttöä tähän tarkoitukseen, koska niillä on hitaampi adsorptiotahti ja ne eivät välttämättä sekoitu hyvin siirappiin, mikä voi johtaa epätäydelliseen puhdistukseen ja väriaineiden poistoon. Sokerin käsittelyseuran asiantuntijat korostavat, että elintarvikeluokan aktivoitun hiilen on täytettävä tiukat turvallisuusvaatimukset, eikä siinä saa olla raskasmetallijäämiä tai haitallisia aineita.

Aktiivihiilen annos vaikuttaa suoraan sokerin puhdistus- ja värjäystehoon sekä tuotantokustannuksiin. Liian pieni määrä johtaa riittämättömään värinpitojen ja epäpuhtauksien poistoon, kun taas liiallinen määrä voi aiheuttaa tarpeetonta hukkaa ja mahdollisesti vaikuttaa sokerin makuluonteeseen. Kokemustemme perusteella optimaalinen jauhe-aktiivihiilen annos sokerin puhdistukseen ja värjäykseen on 0,2–1,5 % sokerisiirapin painosta. Esimerkiksi suuren kaakkoisaasialaisen sokeritehtaan projektille teimme pienimuotoisia testejä ja määritimme jauhe-aktiivihiilen annokseksi 0,5 %. Tällä annoksella onnistuttiin alentamaan sokerisiirapin väriarvo 800 ICUMSA:sta 150 ICUMSA:hen, täyttäen kansainväliset laatuvaatimukset. Ennen käyttöä jauhe-aktiivihiili tulee valmistaa asianmukaisesti. Paras tapa on sekoittaa se pieni määrä lämmintä vettä (noin 40–50 °C) muodostaakseen yhtenäisen lietteen. Tämä vaihe auttaa hiilipartikkeleiden täydellisessä hajaantumisessa sokerisiirapissa, varmistaen maksimaalisen kosketuksen värinpitojen ja epäpuhtauksien kanssa. Teknisessä ohjeistuksessamme muistutamme aina asiakkaita sekoittamaan lietettä kevyesti välttääkseen hiilen adsorptiorakenteen vahingoittumisen.

Lämpötila, pH-arvo ja kosketusaika ovat kolme keskeistä prosessiparametria, jotka vaikuttavat aktiivihiilen tehoon sokerin puhdistuksessa ja väriaineiden poistossa. Erilaiset sokerityypit (kuten ruokosokeri, juurisokeri) vaativat erilaisia parametriasetuksia. Yleensä adsorptioteho paranee kohtuullisella lämpötilan nostolla, mutta liian korkea lämpötila voi aiheuttaa sokerin hajoamista. Useimmille sokerin puhdistus- ja värjäytymisprosesseille lämpötila tulisi säätää 60 °C:n ja 80 °C:n väliin. Pohjois-Kiinassa toimiva sokeritehdas jätti kerran huomiotta lämpötilan säädön ja käsittelee siirappia 90 °C:ssa, mikä johti heikentyneeseen sokerisaantiin ja huonoon väriin. Myös pH-arvolla on tärkeä rooli. Optimaalinen pH-alue sokerin puhdistukselle ja väriaineiden poistolle on 7,0–8,5, koska tämä ympäristö parantaa aktiivihiilen adsorptiokykyä happamia väriaineita kohtaan. Aktiivihiilen ja sokerisiirapin kosketusaika tulisi olla vähintään 30–45 minuuttia varmistaakseen riittävän adsorption. Hanke Euroopassa sijaitsevalle juurisokeritehtaalle ulkoimme kosketusajan 20 minuutista 40 minuuttiin, mikä lisäsi väriaineiden poistorastia 30 %:lla ja paransi sokerin läpinäkyvyyttä. Sokerin käsittelylaboratorioiden tutkimustietojen mukaan näiden kolmen parametrin asianmukainen säätö voi parantaa aktiivihiilen tehoa sokerin puhdistuksessa ja väriaineiden poistossa 40–60 %.

Yhtenäinen sekoitus on olennaista varmistaaksesi, että jokainen aktivoitun hiilipartikkeli tulee kosketuksiin sokerisiirapin väriaineiden ja epäpuhtauksien kanssa. Sekoitusprosessin aikana käytä matalan nopeuden sekoittajaa välttääksesi liiallisen kuplanmuodostuksen, joka saattaa vaikuttaa haitallisesti seuraavaan erotusvaiheeseen. Tapauksessa, jossa oli kyseessä pieni sokeritehdas Afrikassa, asiakas käytti alun perin korkean nopeuden sekoittajaa, mikä johti huonoon sekoittumiseen ja epätäydelliseen adsorptioon. Vaihtamalla matalan nopeuden sekoitukseen sokerin väri ja puhdasaste parantuivat merkittävästi. Kun adsorptio on valmis, on erittäin tärkeää erottaa aktivoitu hiili täysin sokerisiirapista. Yleisiä erotusmenetelmiä ovat suodatus, sentrifugointi ja settiöityminen. Suurille sokerintuotantolaitoksille suositellaan levy- ja kehys-suodatuksen ja tyhjiösuodatuksen yhdistelmää, jotta varmistetaan, että lopullinen sokerisiirappi on vapaa hiilijäämiltä. Hankkeessa, jonka toteutimme sokeritehtaalle Brasiliassa, tämä erotusmenetelmä tuotti kirkasta ja puhdasta siirappia ilman näkyviä epäpuhtauksia. On tärkeää huomata, että erotuslaitteet on puhdistettava säännöllisesti ristisaastumisen estämiseksi ja suodatustehon ylläpitämiseksi.

Elintarviketurvallisuus on ensisijainen asia, kun aktivoitua hiiltä käytetään sokerin puhdistamiseen ja väriaineiden poistoon. Kaiken käytetyn aktivoitujen hiilien on oltava elintarvikeluokkaa, ja niiden mukana on oltava analyysitodistukset sekä turvallisuustestausraportit. Yrityksemme jauhe-aktivoitu hiili läpäisee tiukan laadunvalvonnan, ja erillinen tarkastusosasto testaa jokaisen erän raskasmetalleista, tuhkapitoisuudesta ja adsorptiokyvystä. Lisäksi sokerin puhdistus- ja värinpohjautumisprosessia on seurattava jatkuvasti. On syytä säännöllisesti testata sokerisiirapin väriarvo (ICUMSA), puhtaus ja epäpuhtauspitoisuus ennen ja jälkeen käsittelyn varmistaakseen tasaisen laadun. Esimerkiksi yksi kanssamme yhteistyötä tekevä sokeritehdas suorittaa ICUMSA-testejä joka toinen tunti tuotannon aikana ja säätää aktivoidun hiilen annostelua reaaliaikaisesti testitulosten perusteella. On myös tärkeää säilyttää jauhe-aktivoitu hiili asianmukaisesti – pidä se kuivassa, hyvin tuuletetussa paikassa kosteutta ja hajusteita välttäen. Muista, että kaasujen käsittelyssä käytetään yleensä hunajakenno-aktivoitua hiiltä ja pelletti-aktivoitua hiiltä, kun taas värinpohjautumisessa ja puhdistuksessa käytetään pääasiassa jauhe-aktivoitua hiiltä. Tämä selkeä jako auttaa välttämään materiaalin väärinkäytön ja takaa optimaaliset tulokset sokerin puhdistuksessa ja värinpohjautumisessa.

Aktiivihiilen käyttö sokerin puhdistamiseen ja väriaineiden poistoon edellyttää oikean tuotteen valintaa, tarkan annostuksen hallintaa, optimoituja prosessiparametreja ja tiukkaa laadunhallintaa. Nämä artikkelissa jaetut menetelmät ja varotoimet noudattamalla voit saavuttaa tehokasta ja turvallista sokerin puhdistusta ja värinpoistoa, mikä parantaa sokerituotteiden laatua ja markkinkilpakykyä. Jokaisella sokerityypillä on omat ainutlaatuiset ominaisuutensa, joten suuren mittakaavan käyttöönoton edellä on olennaista tehdä pienimuotoisia testejä parhaiden olosuhteiden määrittämiseksi. Yli 25 vuoden kokemuksella aktiivihiili-alalla olemme auttaneet 856 asiakasta 78 maassa saavuttamaan onnistunutta sokerin puhdistusta ja värinpoistoa. Valmistoitpa sähköisesti sokeriruo'osta, beetisokeria tai muita sokerityyppejä, oikea aktiivihiilen käyttö tuo konkreettisia etuja tuotantoon, mukaan lukien parantunut tuotelaatu, kustannusten aleneminen ja asiakastyytyväisyys.