Defekace cukrové šťávy (z lat. defaecatio - „čištění“) je postup používaný při výrobě cukru , k čištění řepné nebo třtinové šťávy od různých nečistot pomocí nehašeného vápna .
Jednou z hlavních fází výroby cukru je čištění surové řepné nebo třtinové šťávy od různých nečistot, které zabraňují další koncentraci a krystalizaci sacharózy , která je nezbytná pro získání bílého cukru. Pro tento účel se mezi různými činidly v cukrovarnickém průmyslu používá pět: CaO (pálené vápno), SO2 ( anhydrid síry ), P2O5 ( anhydrid kyseliny fosforečné ), CO2 ( oxid uhličitý ) a MgO ( spálená magnézie ). Čistící postup se obvykle nazývá „defekace“ pouze v případě použití nehašeného vápna, které se používá v naprosté většině případů [1] .
Při defekaci se zahřátá cukerná šťáva mísí s vápnem, které mnohonásobným působením chemicky ničí některé nežádoucí nečistoty, druhou část chemicky váže na špatně rozpustné sraženiny a nakonec fyzikálně váže většinu nežádoucích nečistot. nečistoty uvnitř špatně rozpustných sraženin jiných sloučenin. Z takto získané hmoty se pak snadno odpaří samotný roztok sacharózy , který se následně zahustí a vykrystalizuje a nahromaděný sediment - defekační špína - se likviduje [2] .
Chemický účinek defekace v čisté formě je nevýznamný a umožňuje vám zbavit se pouze 1-2% nečistot. V důsledku chemických reakcí dochází k rozkladu mnoha organických kyselin , včetně šťavelové , vinné a dalších, a také ke srážení albuminů . Kromě toho dochází k částečné destrukci pektinu a mnoho pigmentů se váže na nerozpustné sraženiny [1] .
Nežádoucím chemickým efektem defekace je tvorba určitého množství vápníku sacharózy . Důsledky tohoto efektu jsou překonány v další fázi zpracování šťávy, sycení oxidem uhličitým , kdy se působením oxidu uhličitého naváže vápník na uhličitan vápenatý a vysráží se, který se odstraní:
Klíčový účinek defekace souvisí s fyzikálními procesy, které probíhají ve směsi cukrové šťávy a limetky. Chemická koagulace proteinů v cukrové šťávě vede k tvorbě pevných vločkovitých sedimentů a ty zase fyzikálně vysrážejí molekuly jiných nečistot, které chemicky nereagují s nehašeným vápnem, což umožňuje odfiltrovat většinu nečistot z cukrové šťávy [1] .
Šťávy z řepy i třtiny je výhodné odkalovat dvoustupňově. V první fázi se koncentrace vápna udržuje na úrovni 0,2-0,3 %, protože příliš vysoká koncentrace v syrové šťávě vede k příliš rychlému srážení koloidních látek a tvorbě těžko oddělitelných sraženin. V této fázi je většinou úkolem udržet kyselost šťávy na optimální úrovni pro danou surovinu konkrétního podniku. U třtinových šťáv je to často 6,3 pH . V závislosti na typu použitých defekátorů se požadovaná úroveň kyselosti udržuje změnou množství přidaného vápna, teplotou šťávy a dobou trvání defekace. Například zvýšení teploty šťávy zvyšuje rozpustnost vápna a snižuje jeho spotřebu [2] [3] .
Ve druhém stupni, po vytvoření primárních sedimentů, se koncentrace vápna zvýší 10krát na 2-3%. V tomto případě se v roztoku tvoří přebytek vápna a probíhají chemické a fyzikální čisticí procesy, které by při nižší koncentraci vápna nemohly projít, a defekační procedura je ukončena [2] .
Například u třtinových šťáv je za optimální považována taková posloupnost akcí, kterou však nelze realizovat u každého podniku vzhledem k již instalovanému zařízení a vlastnostem místních surovin [4] .