7-Mavzu. DIFFUZIYA JARAYONING TEXNOLOGIK OMILLARI. Lavlagi qirindisining bir tekisda yoyilishi, fizik holati, geometrik shakli, yo‘g‘onligi va chiqitning oz yoki ko‘pligi ekstraksiya jarayonlariga o‘z ta’sirini ko‘rsatadi. Hozirgi paytda qand zavodlarida tarnovsimon qirindilarni olishga uncha harakat qilinmaydi. Uning o‘rniga uzluksiz ishlaydigan diffuziyalash apparatlarida to‘rtburchakli, rombsimon yoki qavat-qavatli shakldagi qirindi olish maqsadga muvofiq deb tanlangan. Shuning uchun apparatning konstruksiyasi va ishlash rejmiga qarab qirindini eng qulay o‘lchovi tanlab olinadi. Qirindining o‘lchovi (kata-kichikligi) muhitning g‘ovakligini, zarrachalarni agregatlar hosil qiliga moyilligini tavsiflaydi. Qirindi o‘lchovi bilan va ekstraksiyalanadigan suyuqlikni yuzasidan bo‘tqa berishning jadalliligi o‘rtasida to‘g‘ridan-to‘g‘ri proporsional bog‘liqlik mavjud. Denaturatsiyalash haroratini 800S dan yuqoriga oshirish mumkin emas, chunki potopektinni gidrolizlanishi keskin ko‘payadi, shuning uchun xujayrani qoplamasida polisaxaridlarni bo‘lishi kuzatiladi. Qizib ketgan qirindilar egiluvchanligini yo‘qotib yopishib qolish xususiyatiga ega bo‘lib qoladi. Eng muhimi diffuzion apparatdagi qirindilarni tezlik bilan oqsillarni denauratsiya (60-700S) haroratigacha qizdirish kerak.
Shunda qirindi va sharbat strelizatsiyalanadi, koagulyatsiyalangan oqsillar xujayra devorlariga mahkam yopishib qolishi natijasida sharbatga kam miqdorda o‘tadi. Umumiy jarayonda faol ekstraksiyalashning ulushi ortib boradi. Diffuziyalash apparatida lavlagi qirindisining qandsizlanishi xujayra menbranasini issiqlik bilan parchalanishiga qadar boshlanadi. Lavlagini qirindiga o‘xshab kesish paytidayoq xujayra devori va menbranada mexanik shikastlanish ro‘y beradi. Zaxlangan xujayralarni % miqdori qirindini yo‘g‘onligidan, lavlagi kesuvchi pichoqlarni charxlanish sifatidan, lavlagi ildizmevalarini strukturasi va sifati, hamda boshqa omillarga bog‘liq. Tolali lavlagini o‘tmas pichoq bilan qayta ishlaganda ildizmevalar yaxshi kesilmasdan to‘qimalarda ezilish bo‘lib bir qatlamdan boshqa qatlamga qarab siljish ro‘y beradi. Qirindi qanchalik ingichka bo‘lsa xujayra shuncha ko‘p mexanik shikastlanadi.
Saxarozani diffuziyalanish koeffetsiyentini kattaligi qand lavlagi to‘qimalarining holatiga bog‘liq. Masalan, yaxshi pishmagan (sentyabning boshida qazib olingan) lavlagida saxarozani diffuziyalanish koeffetsiyenti pishgan yangi qazib olingan lavlaginikidan 15-20 % kamroq bo‘ladi. Muzlagan (minus 15 0S gacha bir marta) va muzidan tushgan lavlagida uning aksi 15-20 % ga yuqori bo‘lishi isbotlangan. Denaturatsiya qilingan qirindi to‘qimalarida saxarozani diffuziyalanish koeffetsenti 25-40 % gacha, toza suvga nisbatan past bo‘ladi, chunki xujayra qobig‘ini strukturasi ekstraksiya jarayonini qiyinlashtiradi. Kolloidli dispers xossaga ega bo‘lgan moddalarni ayniqsa ishlab chiqarishni oxirida diffuziyalangan sharbatda ortishi natijasida saxarozani diffuziyalanish koeffitsiyenti kamayib boradi.
Demak, yaxshi texnologik sifatga ega bo‘lgan diffuzion sharbat olish uchun qirindini tezlik bilan oqsillarni denaturatsiya qilish haroratigacha qizdirib faol ekstraksiya qilish haroratini 72-75 0S intervalda tutib turishni taqozo etadi. Lavlagi qirindisini qandsizlantirish uchun tarkibida kolloid moddalar va birikmalar, sharbatni ohak bilan tozalashda chiqmaydigan, sal nordonlashtirilgan toza issiq suv qo‘llaniladi. Diffuziyalash jarayoniga yuqori qattiqlikga ega bo‘lgan suv salbiy ta’sir ko‘rsatadi.
Diffuziyalash uchun ishqorli suvni ishlatish mumkin emas, masalan ammiakli kondensatni nordonsizlantirmasdan turib, chunki ishqorli muhit ta’sirida qand lavlagida pektin moddalarning eruvchanligi yuqorilashib ketadi, bu o‘z-o‘zidan sharbatni tindirish tezligini pasaytirib, filtrlangan cho‘kmani hajmini, kolloid dispersli moddalarni konsentratsiyasini oshirib yuboradi, hamda jom yomon eziladi. Ekstraksiyalash jarayonini davomiyligini kuzatadigan bo‘lsak, unda lavlagi qirindisdan qandni chiqish miqdori ortadi. Ammo, haroratni uzoq ta’siri davom etishi natijasida xujayra to‘qimalari yumshoqlashib pektin moddalari sharbatga o‘tib ketadi. Bundan tashqari, lavlagi qirindisidan qandni ajratib olish iqtisodiy tomondan maqsadga muvofiq emas, chunki diffuzion apparatni (dum qismida) ya’ni oxirgi to‘rtinchi qismida, qirindidagi qandning konsentratsiyasi 1,5 % gacha kamayib ketadi, harorat esa 60-65 0S gacha pasayadi.
Mikroflorani ta’siri Lavlagi qirindisi va uni sharbati moddalar alashinish jarayonida qatnashib qandni iste’mol qiluvchi mikroorganizmlarni rivojlanishi uchun yaxshi ozuqa manbai hisoblanadi.
Ekstraksiyalashni optimal texnologik rejimiga rioya qilinsa, birinchi navbatda optimal haroratda, ya’ni mikroorganizmlarni hayot faoliyatini bostirilganda diffuzon qurilmadagi hisobga olinmagan qandni yo‘qotilishi lavlagi massasiga nisbatan 0,13 % dan oshmaydi. Agarda texnologik rejim buzilsa yoki qayta ishlashga keltirilgan lavlagilarni sifati past bo‘lsa lavlagining dumlari, singan yorilganlari bakteriya va zamburug‘lar bilan zararlanganlari ko‘p bo‘lsa mikroorganizmlar hayot faoliyati jadallashib ketib qandni hisobga olinmagan yo‘qotilishi 0,5 % gacha ortib ketadi. Hisobga olinmagan yo‘qotilishini ortib borishi diffuzion qurilmani ishlash samaradorligiga xatto butun zavodga salbiy ta’sir etadi. Chunki 0,1 % hisobga olinmagan qandni yo‘qotilishi lavlagi massasiga nisbatan 0,20-0,25 % gacha qandni chiqish miqdorini pasayishiga olib keladi. Qandni parchalanishi natijasida asosan l –cut kislotasi hosil bo‘ladi.
Mikroorganizmlarni jadal rivojlanishi asosan haroratga bog‘liq. Qulay haroratda ular juda tez ko‘payib 1 ml sharbatda xujayrani konsentratsiyasi 105-106 gacha yetadi. Qulay haroratda mikroorganizmlarni rivojlanishi shartli mezofil va termofillarga bo‘linadi. Moddalar almashinuvi hamda mezofil mikroorganizmlarni ko‘payishi 15-45 0S, optimal 30-40 0S haroratda ro‘y beradi.
Termofil mikroorganizmlarni faol ko‘payishi 50-70 0S intervalda, optimal ko‘payishi 55-60 0S da ro‘y beradi. 70 0S dan yuqori haroratda mikroorganizmlarni hayot faoliyati bosiladi. Diffuzion sharbatda lenconostok mesenteroides, Bacterium coli, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis, Bacillus stearothermophicus mikroorganizmlari topilgan.
Diffuzion jarayon uchun suv tayyorlash. Jomni presslagandan keyin uning suviga 2% gacha quruq moddalar va saxaroza o‘tadi. Quruq moddalarning suvdagi konsentratsiyasi jomning presslash chuqurligiga bog‘liq. Suvni diffuzion apparatga qaytarishdan oldin tozalanadi.
Suvni tozalash uchun jomni suv bilan aralashmasiga formalin, ko‘pikga qarshi moddani qo‘shish, tindirish va ma’lum haroratgacha sovutish, sterilizatsiyalash, pulpani ushlab qolish kabi ishlarni amalga oshirish nazarda tutiladi. Ko‘pchilik shakar zavodlarida jomopresli suvni tozalaydigan hamda barometrik suvni tezkor diffuziya qilish uchun tayyorlaydigan sxemadan foydalanish keng tarqalgan. Jompressli suvi tozalanganda diffuziyada sharbatni tozalash samaradorligi ortadi, jomda saxarozani isrofi kamayadi.