„Entfärbungs- und Desodorierungsmeister“ in der ZuckerindustrieⅠ
In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist die Zuckerindustrie ein wichtiger Anwendungsbereich für Aktivkohle. Bei der Herstellung von Zuckerarten wie Rohrzucker, Rübenzucker, Stärkezucker, Maltose, Laktose, Melasse, Xylose, Xylit, Glucose und hydrolysierter Proteinlösung spielt Aktivkohle eine entscheidende Rolle bei der Entfärbung und Desodorierung.
Zuckerfabriken werden in Rohrzuckerfabriken und Rübenzuckerfabriken unterteilt. Die Zuckerlösung enthält verschiedene Farbstoffe wie Melanoidine, Karamell und Eisen-Polyphenol-Komplexe. Aktivkohle mit ihrer großen Oberfläche (500–1500 m²/g) und ihrer reichhaltigen Mesoporen- und Mikroporenstruktur weist bei der Verarbeitung solcher Zuckerlösungen eine gute Adsorptionsleistung und eine hohe Entfärbungseffizienz auf.
Aktivkohlepartikel enthalten zahlreiche Mikroporen, deren Porengrößen sehr unterschiedlich sind und von wenigen Ångström bis zu mehreren Mikrometern reichen. Insbesondere gibt es eine große Anzahl von Mikroporen mit Porengrößen im Bereich von einigen bis mehreren zehn Ångström. Jede dieser Mikroporen entspricht einer bestimmten Oberfläche, wodurch die spezifische Gesamtoberfläche der Aktivkohle beachtlich wird. Bei 1 Gramm Aktivkohle mit hervorragender Aktivität kann die spezifische Oberfläche etwa 1000 m² erreichen. Da das atomare Kraftfeld auf der Oberfläche der Aktivkohle ungesättigt ist und Restvalenzkräfte vorhanden sind, ist ihre Oberflächenenergie aufgrund dieser großen spezifischen Oberfläche äußerst bedeutend. Durch den Adsorptionseffekt kann das ungesättigte Kraftfeld auf der Oberfläche der Aktivkohle bis zu einem gewissen Grad kompensiert und so die Oberflächenenergie reduziert werden. Daher adsorbiert die Oberfläche der Aktivkohle unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen automatisch Substanzen, die ihre Oberflächenenergie reduzieren können. Wenn Aktivkohle jedoch verschiedene Substanzen aus der Lösung adsorbiert, entspricht die Adsorptionsmenge nicht dem Anteil dieser Substanzen in der Lösung. Aktivkohle tendiert stets dazu, die Konzentration der gelösten Stoffe auf der Adsorptionsoberfläche ausgeglichener zu gestalten. Auf diese Weise werden, selbst wenn die Adsorptionskapazität gleich ist, Nichtzuckersubstanzen mit einer geringeren Konzentration in der Zuckerlösung eher von Aktivkohle adsorbiert als Saccharose mit einer höheren Konzentration. Die gefärbten Substanzen im Sirup haben üblicherweise ein relativ großes Molekularvolumen und ein relativ hohes Molekulargewicht. Durch die Adsorption von Aktivkohle wird ihre Oberflächenenergie stark reduziert, und der mit Aktivkohle behandelte Sirup kann einen deutlichen Entfärbungsgrad erreichen. Gerade weil Aktivkohle über eine hervorragende Entfärbungs- und Reinigungsfähigkeit für Sirup verfügt, wird sie in der fortschrittlichen Zuckerindustrie im Ausland breit und erfolgreich eingesetzt.
Aktivkohle kann neben der deutlichen Entfärbung auch Kolloide und oberflächenaktive Verunreinigungen aus der Zuckerlösung entfernen. Dieser Prozess erhöht die Oberflächenspannung der Zuckerlösung, verringert ihre Viskosität, reduziert die Schaumbildung während des Verdampfungsprozesses, beschleunigt die Kristallisation und optimiert den Zuckerkristallisationsprozess, wodurch die Trennung von Melasse und Zuckerkristallen gefördert wird.
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Veröffentlichungszeit: 23. April 2025