„Meister der Entfärbung und Desodorierung“ in der ZuckerindustrieI
Im Bereich der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist die Zuckerindustrie einer der wichtigsten Anwendungsbereiche für Aktivkohle. Bei den Produktionsprozessen von Zuckerarten wie Rohrzucker, Rübenzucker, Stärkezucker, Maltose, Laktose, Melasse, Xylose, Xylit, Glukose und hydrolysierten Proteinlösungen spielt Aktivkohle eine entscheidende Rolle bei der Entfärbung und Desodorierung.
Zuckerfabriken werden in Rohrzucker- und Rübenzuckerfabriken unterteilt. Die Zuckerlösung enthält verschiedene Farbstoffe wie Melanoide, Karamell und Eisen-Polyphenol-Komplexe. Aktivkohle, die eine enorme Oberfläche (500–1500 m²/g) und eine reichhaltige Struktur aus Meso- und Mikroporen aufweist, zeigt bei der Behandlung solcher Zuckerlösungen eine gute Adsorptionsleistung und eine hohe Entfärbungseffizienz.
Aktivkohlepartikel enthalten zahlreiche Mikroporen mit einem breiten Porengrößenspektrum von wenigen Angström bis zu mehreren Mikrometern. Besonders viele Mikroporen weisen Größen im Bereich von wenigen bis zu mehreren zehn Angström auf. Jede dieser Mikroporen entspricht einer bestimmten Oberfläche, wodurch die spezifische Oberfläche der Aktivkohle beachtlich groß ist. Bei einem Gramm Aktivkohle mit hoher Aktivität kann die spezifische Oberfläche etwa 1000 m² erreichen. Da das Atomkraftfeld an der Oberfläche der Aktivkohle ungesättigt ist und Restvalenzkräfte vorhanden sind, ist ihre Oberflächenenergie aufgrund der großen spezifischen Oberfläche extrem hoch. Durch Adsorption kann das ungesättigte Kraftfeld an der Oberfläche der Aktivkohle bis zu einem gewissen Grad kompensiert und somit die Oberflächenenergie reduziert werden. Daher adsorbiert die Oberfläche der Aktivkohle unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen automatisch Substanzen, die ihre Oberflächenenergie verringern. Wenn Aktivkohle jedoch verschiedene Substanzen aus einer Lösung adsorbiert, entspricht die Adsorptionsmenge nicht dem Konzentrationsverhältnis dieser Substanzen in der Lösung. Aktivkohle strebt stets nach einer ausgeglicheneren Konzentration der gelösten Stoffe an der Adsorptionsfläche. Dadurch werden selbst bei gleicher Adsorptionskapazität Nicht-Zucker-Substanzen mit geringerer Konzentration in der Zuckerlösung eher von Aktivkohle adsorbiert als Saccharose mit höherer Konzentration. Die Farbstoffe im Sirup weisen üblicherweise ein relativ großes Molekülvolumen und ein relativ hohes Molekulargewicht auf. Durch die Adsorption an Aktivkohle wird deren Oberflächenenergie stark reduziert, und der mit Aktivkohle behandelte Sirup kann eine signifikante Entfärbung erreichen. Genau aufgrund dieser hervorragenden Entfärbungs- und Reinigungswirkung von Aktivkohle für Sirup findet sie in der modernen Zuckerindustrie im Ausland breite und effektive Anwendung.
Bei der Behandlung von Zuckerlösungen mit Aktivkohle werden neben der deutlichen Entfärbung auch Kolloide und oberflächenaktive Verunreinigungen entfernt. Dadurch erhöht sich die Oberflächenspannung der Zuckerlösung, ihre Viskosität sinkt, die Schaumbildung beim Verdampfen wird reduziert, die Kristallisationsgeschwindigkeit erhöht und der Zuckerkristallisationsprozess optimiert, was die Trennung von Melasse und Zuckerkristallen begünstigt.
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Veröffentlichungsdatum: 23. April 2025