Изучая аспекты использования целестина (стронциевой руды), моё внимание зацепилось за такую сферу применения, как пищевая промышленность, а конкретно - сахарное производство. Стало интересно, как именно связан стронций с таким привычным нам продуктом, как сахар. И вот, что мне удалось узнать.
Как делают сахар из свёклы?
Процесс получения сахара из сахарной свёклы довольно сложный.
Вкратце изложу технологию для общего понимания. Сахар в растворенном виде находится внутри клеток свёклы. Для того, чтобы его извлечь, предварительно промытые и очищенные плоды свёклы измельчают в стружку. Ширина полученной стружки находится в пределах 4-6 мм, а толщина – 1,2-1,5 мм.
Эту стружку помещают в горячую воду, и за счет диффузии сахар переходит в воду, образуя мутный тёмный диффузионный сок. Свекольный жом - всё, что осталось от стружки на этом этапе - используется в животноводстве, как корм скоту.
Сок очищают известковым молоком (разбавленной известью), фильтруют и снова очищают с использованием диоксида углерода (углекислого газа) и диоксида серы (сернистого газа).
Полученный после этих процедур сок выпаривают до получения сиропа. В результате дальнейшей концентрации происходит кристаллизация. Кристаллы сахара отделяют от межкристальной жидкости в центрифугах. Влажный сахар высушивается, охлаждается, упаковывается и направляется на хранение. Выход сахара из 1 тонны корнеплодов после обработки составляет приблизительно 100-150 кг.
Что такое меласса?
Та жидкость, которая остаётся после кристаллизации сахара в центрифугах, называется меласса. Её используют для производства дрожжей, этилового спирта, лимонной и уксусной кислоты, а также в животноводстве на корм скоту. Но меласса ценна и интересна тем, что содержит около 50% сахара, который не может быть выделен с помощью обычных технологий свеклосахарного производства.
При чём тут стронций?
И тут в этой сладкой истории появляется стронций. Дело в том, что в нагретом растворе мелассы при температуре около 100 градусов по Цельсию, гидроксид стронция реагирует с растворимыми сахарами с образованием воды и сахаратов стронция. Из сахаратов стронция с помощью диоксида углерода удается выделить свободный сахар, а получившийся в результате реакции карбонат стронция отфильтровывают. Затем сахар выпаривают из оставшегося раствора. Этот метод стронциевой сепарации был запатентован в 1849 году французскими химиками. Масштабное применение стронция в производстве сахара из мелассы началось в начале 1870-х годов. До Первой мировой войны сахарная промышленность использовала в год до 150 000 тонн гидроксида стронция. Стронций для целей производства сахара начали активно добывать в Германии (руда стронцианит, карбонат стронция) и в Англии (руда целестин, сульфат стронция). Со временем был внедрён метод обессахаривания мелассы, где стронций был заменён на более дешёвый кальций. Этот метод получил название известковой сепарации. И уже во второй половине 20 века стронций в сахарной промышленности не применялся.
Что говорят современные технологии?
В обессахаривании, или как этот процесс называют современные технологи, дешугаризации мелассы не всегда есть экономическая целесообразность. Большие урожаи свёклы с высокими показателями сахаристости вполне могут обеспечить потребность в сахаре. И тем не менее, меняющиеся условия рынка и возможность получения дополнительной прибыли обеспечили дальнейшее развитие технологий и процессов в этой сфере. В настоящее время проводятся исследования и даже регистрируются патенты на различные способы дешугаризации мелассы.
Технологии извлечения сахара из мелассы:
- Известковая сепарация.
- Стронциевая сепарация
- Баритовая сепарация
- Уксуснокислая сепарация
- Пероксидная сепарация
- Ионный обмен
- Хроматография
- Электродиализ
- Обратный осмос.
Сегодня в России.
В России есть только три завода по переработке мелассы: Ольховатский сахарный завод в Воронежской области (ГК Продимекс), Знаменский сахарный завод в Тамбовской (Русагро) и Чернянский завод в Белгородской, также принадлежащий компании Русагро.
Самую большую по производительности станцию дешугаризации мелассы в Европе открыли 5 декабря 2019 года именно в Чернянке. В сутки на Чернянском сахарном заводе перерабатывают 650 тонн мелассы, которую привозят сюда с других заводов по производству сахара. Используются технологии хроматографии и ионного обмена. При этом, кроме сахара, получают еще и ценный продукт - аминокислоту бетаин, которую используют в фармацевтике, косметологии и животноводстве. Ранее бетаин закупали за рубежом, а теперь налажено отечественное производство.
И никакого стронция!…
