C 12H22O11 +H 2 O 6H12O6 + 6H12O6 sacaroza glucoza fructoza
3.2.3.2. Lưu huỳnh đioxit SO
SO2 dùng trong sản xuất đường có thể ở dạng khí, lỏng hoặc muối (NaHSO3, Na2SO3, Na2S2O4), và hiện nay thường dùng nhất là dạng khí.
SO2 có khả năng giảm pH (mà ở trị số pH thấp hiệu quả tẩy màu tốt hơn) nên khí SO2 tác dụng mạnh hơn NaHSO3 và Na2SO3 .
Tác dụng của SO2 :
- Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ :
Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + 2H2O .
CaSO3 là chất kết tủa có khả năng hấp phụ các chất không đường, chất màu và chất keo có trong dung dịch.
- Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung dịch:
Nước mía sau khi trung hòa, một phần chất keo bị loại nên làm giảm độ nhớt mật chè. Hơn nữa trong nước mía có hàm lượng kali, canxi nhất định. Sau khi thông khí SO2 tạo thành canxi sunfit và kali sunfit:
K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + CO2 + H2O CaCO3 + H2SO3 = CaSO3 + CO2 + H2O
Sự thay đổi từ muối K2CO3, CaSO3 thành K2SO3, CaSO3 có ý nghĩa quan trọng. Muối cacbonat có khả năng tạo mật lớn và có ảnh hưởng đến màu sắc của dung dịch đường. Muối sunfit khả năng tạo mật kém và lại có khả năng làm giảm độ kiềm và độ nhớt của mât chè, có lợi cho thao tác nấu đường và kết tinh, đồng thời hạn chế sự phát triển của sinh vật.
- Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu:
Tẩy màu : SO2 là chất khử có khả năng biến chất màu của nước mía hoặc mật chè thành chất
không màu sắc hoặc màu nhạt hơn. Có thể biểu diển sự khử theo sơ đồ sau: SO2 + H2O = H+ + HSO3-
HSO3- +H2O = HSO4- + H2
Chất màu Chất không màu
Nhưng những chất màu bị khử, dưới tác dụng của oxi không khí lại trở thành chất màu. Điều đó giúp ta giải thích được hiện tượng sinh màu trong thời gian bão quản đường thành phẩm sản xuất theo phương pháp SO2. Đối với mật chè và đường non hiện tượng trở lại màu trên không nhiều.
H2SO3 và muối của nó khử màu kém hơn Na2S2O4 vì từ hidrosunfit sản sinh đến 6 nguyên tử hidro :
Na2S2O4 = 2Na+ + S2O42- S2O42- + 4H2O = 2HSO4- +3H2
Ngăn ngừa sự tạo màu:
SO2 không chỉ làm mất màu mà còn ngăn ngừa sự sinh màu, tác dụng này còn quan trọng hơn cả sự khử màu. Cơ chế ngăn ngừa tạo màu là bao vây nhóm cacbonyl theo sơ đồ sau:
Nhờ vậy ngăn ngừa được khả năng tạo màu Melanoidin.
SO2 còn là chât xúc tác chống oxi hóa, nó ngăn chặn ảnh hưởng không tốt của oxi không khí (O2 không khí chỉ phát huy tác dụng khi có chất xúc tác như khi có mặt Fe2+, Fe3+, Cu2+). SO2 khử Fe3+ thành Fe2+. Khi thông SO2 có tác dụng khử ion sắt .
- Làm cho CaSO3 kết tủa tạo thành chất tan.
Tính chất của CaSO3 không tan trong nước nhưng tan trong H2SO3. Do đó nếu cho SO2 quá lượng có thể làm CaSO3 kết tủa thành hòa tan.
CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2
C = C + H2 = H -C - C -H
C = O + H2O + SO2 = C
HSO3
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, Ca(HSO3)2 có thể phân giải thành CaSO3 kết tủa tạo thành chất đóng cặn trong thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi
Ca(HSO3)2 = CaSO3 + SO2 + H2O