Переработка морских водорослей

Морские водоросли служат важным источником таких ценных веществ, как агар, агароза, альгиновая кислота, маннит и каррагинан.

Агар и агароподобные вещества — это высокомолекулярные полимерные вещества, способные растворяться в горячей воде и после охлаждения образовывать студни. Изготовляют агар и агароподобные вещества из разных водорослей. Агары подразделяют на собственно агары, агароподобные вещества (агароиды) и клееподобные вещества (табл. 68).

Классификация агаров

Производство агара.

Мировая практика показывает, что способы получения коллоидов-студнеобразователей из агарсодержащих водорослей различаются в зависимости от региона и района.

Рис. 16. Схема технологического процесса производства агара.

произрастания водоросли. Несмотря на разнообразие используемых способов, они включают одинаковые операции — предварительную обработку водорослей, экстракцию из них полисахаридастуднсобразователя, фильтрацию экстракта, осаждение полисахарида (сульфатированного галактана), его очистку, обезвоживание и сушку.

Пищевой и микробиологический агар. Схема технологического процесса производства агара из анфельции представлена на рис. 16.

Анфельцию (бурые водоросли) замачивают на 20…24ч в щелочном (известковом) растворе с содержанием оксида кальция.

1…2% и при соотношении водоросль: раствор от 1: 12 до 1:15 для расщепления коркового слоя и набухания водоросли.

Затем известковый раствор сливают, а анфельцию промывают водой. Процесс проводят в моечных чанах в периодически сменяемой воде или в машинах непрерывного действия. Промытую анфельцию варят в известковом растворе в закрытых аппаратах — автоклавах, пресс-бойлерах или открытых аппаратах (диффузорах). Полнота извлечения агара зависит от условий процесса — продолжительности и кратности варок, соотношения между массой водоросли и раствора, температуры и pH раствора.

Агар из анфельции извлекают в батарее из трех автоклавов семикратной варкой, осуществляемой по принципу противотока. Готовым к сливу считают навар первой варки с прочностью студня не менее 500 г по прибору Валента. На первую варку направляют навар от второй варки без добавления известкового раствора. При второй, третьей и четвертой варках к наварам добавляют известковый раствор. При пятой, шестой и седьмой варках добавляют горячую воду. Общий расход извести на варку (в пересчете на активный оксид кальция) составляет 8…9% массы анфельции. Процесс проводят при избыточном давлении и температуре 120…126 °С. Полный цикл работы автоклава составляет 29 ч. Навар из батареи сливают каждые 9… 10 ч.

Навары накапливают в навароотстойниках. Продолжительность отстаивания 4 ч при температуре поступающего навара не ниже 90 °C. Отстоянный навар направляют на сепарирование. В зависимости от условий варки и качества анфельции очищенные водорослевые навары содержат 3,1…4,7 % сухих веществ.

Для принудительного бесконтактного охлаждения наваров до 60 ''С используют проточную воду. Охлажденный навар подают в желировочный аппарат. Желирование осуществляют при непрерывной подаче рассола, циркулирующего в зарубашечном пространстве. Температура рассола на входе в аппарат 0… минус 8 °C. Продолжительность желирования не менее 2 ч.

После завершения процесса студень измельчают и подают на промывку водой температурой 18…20 °С для удаления неагаровых примесей. Соотношение студня и воды при промывке составляет 1: 2,0…2,5, кратность промываний 15…19 раз. Процесс длится.

30…36 ч и заканчивается при достижении полного обесцвечивания студня, который направляют на отцеживатели для отделения воды.

Далее студень поступает в реакторы для плавления, где он плавится при 85…90 «С.

Агар сушат на распылительных сушилках, предварительно пропуская через спаренную установку пластинчатых фильтров для удаления нерасплавившихся кусочков студня и механических включений. Температура сушки 160… 170 °C. Готовый агар подают на вибросито для просеивания, фасуют, маркируют и направляют на хранение.

Агар особой очистки. Для проведения исследований в области вирусологии, иммунологии, для электрофореза требуется агар, свободный от минеральных и органических примесей.

Рис. 17. Дополнительная часть схемы технологического процесса производства агара особой очистки.

Технологическая схема производства агара особой очистки включает дополнительные операции (рис. 17).

В основе технологии получения агара особой очистки лежат процессы дополнительной очистки агарового раствора от посторонних примесей, остающихся в студне после его диффузионной очистки промывной водой.

Варку анфельции, отстаивание и сепарирование наваров, охлаждение и желирование, промывку, обезвоживание и плавление студня проводят по схеме получения пищевого порошкообразного и микробиологического агара.

Далее промытый расплавленный студень концентрацией агара не менее 0,7% охлаждают до 55…60 °С и вводят в него сгущенную суспензию свежеосаждеиного карбоната кальция в количестве 250…300% (в пересчете на оксид кальция) массы сухих веществ, содержащихся в агаровом растворе. Суспензию готовят из известкового молока и диоксида углерода, доводя pH до 7, отстаивают 10…12ч и подают в реактор для смешивания с агаровым раствором.

Агаровый раствор, перемешанный с суспензией, отстаивают в реакторе при 50…85 °С в течение 12 ч. Отделение неагаровых примесей из смеси агарового раствора и суспензии производят двукратным сепарированием при 50…55 и 80 °C и направляют на желирование. Полученный студень измельчают, подпрессовывают на гидравлическом прессе при давлении 29,4? 10² Па в течение 8 ч. В этих условиях вместе с водой удаляются неагаровые примеси. Содержание агара в отпрессованном студне (коагеле) составляет.

10…12%.

Далее студень измельчают, укладывают в лотки из нержавеющей стали и размещают на полках сублимационной сушилки. Сушку осуществляют при остаточном давлении 133 Па. После замораживания до температуры ниже минус 25 °C и удаления основной части воды агар подсушивают при 50…55 °С.

Агар особой очистки представляет собой пористые чешуйки или пластинки от белого до светло-кремового цвета. В слое высотой 50 мм студень прозрачен и бесцветен; осадок в питательной среде, содержащей 0,85% сухого агара, отсутствует. Содержание минеральных веществ не превышает 1%. Выход агара составляет 8 % массы сырья, поступившего на обработку.

Агар издавна и широко применяют в пищевой промышленности при производстве различных продуктов (кондитерские изделия, мороженое, соки, пиво, соусы, желе, супы и т. д.). Его используют в качестве стабилизатора при производстве майонеза, шербетов, помадок и других кондитерских изделий. В микробиологии агар необходим для приготовления питательных сред (например, мясопептонный агар).

В медицине и фармакологии агар используют в качестве стабилизатора эмульсий и суспензий лекарственных веществ, разрыхляющего (в сухом виде) и склеивающего (в виде раствора) вещества при производстве таблеток. Он входит в виде основы в состав мазей, является компонентом пластырей, суппозиториев и таблеток.

Способность агара стабилизировать дисперсные системы используют при изготовлении косметических товаров (кремы, тени, пудры, помады и др.).

Агар ингибирует рост и развитие многих вирусов. Его используют в медицине в качестве антикоагуляционных средств. При приеме внутрь агар оказывает слабительный эффект, особенно при хронических запорах. Студни агара уменьшают болевые ощущения и ускоряют образование эпителия на ранах и при ожогах. Их используют в офтальмологии для создания прозрачных глазных пленок, которые применяют при введении разнообразных лекарственных средств в конъюнктиву глаза.

А г, а р о и д. Это полисахарид, получаемый из водоросли филлофоры, близкий по строению к агару. Он накапливается в водоросли в период максимального фотосинтеза: летом его содержание в филлофоре достигает 61 …64% ее сухой массы, к весне оно уменьшается до 54%. Основным отличием агароида от агара является более.

Рис. 18. Схема технологического процесса производства агароида из филлофоры.

высокое содержание минеральных веществ и серосодержащих групп.

Схема технологического процесса производства агароида из филлофоры представлена на рис. 18.

Подготовка филлофоры к обработке заключается в замачивании сухих водорослей в воде на 1 …1,5 ч при температуре 20…25 °С, мойке в проточной воде (температурой не выше 25 °С) в течение.

20. .30 мин для удаления из сырья водорастворимых и вымываемых веществ.

Для наиболее полного извлечения целевого вещества и удаления части азотистых веществ водоросли перед варкой обрабатывают 0,05%-м охлажденным раствором гидроксида калия. Продолжительность обработки примерно 60 мин, после чего раствор гидроксида калия сливают, а оставшуюся массу направляют на экстракцию агароида методом противотока. Число обработок достигает восьми. Варку проводят при температуре, близкой к 100 °C. Продолжительность каждой варки от 1 до 2 ч. Получаемый навар содержит 4…4,5% сухих веществ; он загрязнен белковыми веществами и имеет темную окраску.

Очистку наваров от примесей, сопутствующих целевому веществу, проводят активированным углем. Навар температурой.

• 85. .90°С перемешивают с активированным углем в течение
• 10. .40 мин с последующим фильтрованием. Расход активированного угля для получения 100 кг бесцветного агароида составляет
• 80. .85 кг. Обесцвеченный раствор высушивают на вальцовых сушилках. Высушенный агароид измельчают, фасуют, маркируют и хранят в соответствии с требованиями нормативной документации.

Выход агароида при таком способе производства составляет.

20…25% массы воздушно-сухой филлофоры. Наиболее широкое использование агароид нашел в пищевой промышленности при производстве кондитерских изделий, мороженого, соков, пива и др. Агароид быстрее и легче, чем агар, растворяется в воде, образуя быстро загустевающие растворы.