“Maestro decolorante e deodorante” nell’industria dello zuccheroⅠ
Nell'industria alimentare e delle bevande, l'industria saccarifera rappresenta uno dei principali campi di applicazione del carbone attivo. Durante i processi di produzione di zuccheri come zucchero di canna, zucchero di barbabietola, zucchero d'amido, maltosio, lattosio, melassa, xilosio, xilitolo, glucosio e soluzioni proteiche idrolizzate, il carbone attivo svolge un ruolo cruciale nella decolorazione e nella deodorizzazione.
Gli zuccherifici si dividono in zuccherifici di canna da zucchero e zuccherifici di barbabietola da zucchero. La soluzione zuccherina contiene varie sostanze coloranti come melanoidine, caramello e complessi ferro-polifenoli. Il carbone attivo, che presenta un'ampia superficie (500-1500 m²/g) e una ricca struttura di mesopori e micropori, può mostrare buone prestazioni di adsorbimento e un'elevata efficienza di decolorazione quando si trattano tali soluzioni zuccherine.
All'interno delle particelle di carbone attivo sono presenti numerosi micropori e la gamma dimensionale dei pori è piuttosto ampia, da pochi Ångstrom a diversi micrometri. In particolare, vi è un gran numero di micropori con dimensioni dei pori comprese tra poche e diverse decine di Ångstrom. Ciascuno di questi micropori corrisponde a una determinata area superficiale, rendendo l'area superficiale specifica complessiva del carbone attivo piuttosto notevole. Per 1 grammo di carbone attivo con attività eccellente, la sua area superficiale specifica può raggiungere circa 1000 m². Poiché il campo di forza atomico sulla superficie del carbone attivo è in uno stato insaturo e sono presenti forze di valenza residue, basate su una superficie specifica così ampia, la sua energia superficiale è estremamente significativa. È proprio grazie all'effetto di adsorbimento che il campo di forza insaturo sulla superficie del carbone attivo può essere compensato in una certa misura, riducendo così l'energia superficiale. Pertanto, in specifiche condizioni di temperatura e pressione, la superficie del carbone attivo adsorbirà automaticamente sostanze che possono ridurne l'energia superficiale. Tuttavia, quando il carbone attivo adsorbe diverse sostanze dalla soluzione, la quantità di adsorbimento non è coerente con la proporzione di queste sostanze nella soluzione. Il carbone attivo tende sempre a bilanciare la concentrazione del soluto sulla superficie di adsorbimento. In questo modo, anche a parità di capacità di adsorbimento, le sostanze non zuccherine con una concentrazione inferiore nella soluzione zuccherina hanno maggiori probabilità di essere adsorbite dal carbone attivo rispetto al saccarosio con una concentrazione maggiore. Le sostanze colorate presenti nello sciroppo hanno solitamente un volume molecolare relativamente elevato e un peso molecolare relativamente elevato. Attraverso l'adsorbimento del carbone attivo, la sua energia superficiale viene ridotta in modo significativo e lo sciroppo trattato con carbone attivo può raggiungere un grado significativo di decolorazione. È proprio grazie all'eccellente capacità di decolorazione e purificazione dello sciroppo che il carbone attivo è stato ampiamente ed efficacemente applicato nelle industrie saccarifera avanzate all'estero.
L'utilizzo del carbone attivo per trattare la soluzione zuccherina, oltre al suo significativo effetto decolorante, può anche rimuovere colloidi e impurità tensioattive dalla soluzione. Questo processo aumenta la tensione superficiale della soluzione zuccherina, ne riduce la viscosità, riduce la formazione di schiuma durante il processo di evaporazione, aumenta la velocità di cristallizzazione e può ottimizzare il processo di cristallizzazione dello zucchero, favorendo la separazione della melassa dai cristalli di zucchero.
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Data di pubblicazione: 23 aprile 2025