CUKRY
Download
1 / 38

CUKRY sacharydy - PowerPoint PPT Presentation


  • 405 Views
  • Uploaded on

CUKRY (sacharydy). SACHARYDY. C n (H 2 O) n [gr. s á kchar = cukier]. W skład tych związków wchodzą trzy pierwiastki: węgiel, wodór i tlen, przy czym ogólny stosunek wodoru do tlenu jest podobny jak w wodzie, tzn. 2:1. Stąd pochodzi nazwa węglowodany.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'CUKRY sacharydy' - tamesis


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

CUKRY(sacharydy)


SACHARYDY

  • Cn(H2O)n [gr. sákchar = cukier]. W skład tych związków wchodzą trzy pierwiastki: węgiel, wodór i tlen, przy czym ogólny stosunek wodoru do tlenu jest podobny jak w wodzie, tzn. 2:1. Stąd pochodzi nazwa węglowodany.

  • Cukry powstają w zielonych częściach rośli z dwutlenku węgla i wody jako produkt końcowy fotosyntezy. Stanowią one główne źródło pożywienia dla organizmów zwierzęcych nie mających zdolności wykorzystania energii słonecznej do syntezy związków chemicznych.

  • Pod względem budowy chemicznej dzielimy je na cukry:

  • proste (jednocukry, monosacharydy)

  • złożone: dwucukry (disacharydy) i wielocukry (polisacharydy)


CUKRY PROSTE

  • Monosacharydy [gr. mónos = jedyny + sákchar = cukier] – są to sacharydy, które zawierają tylko dwie grupy funkcyjne:

  • karbonylową (aldehydową lub ketonową)

  • grupy hydroksylowe (zazwyczaj jest ich kilka)

  • Są hydroksyaldehydami lub hydroksyketonami. Monosacharydy zawierające grupę aldehydową (-CHO) – aldozy

  • monosacharydy zawierające grupę ketonową (-CO) - ketozy.

  • Cząsteczki monosacharydów zbudowane są najczęściej z 3-7 atomów węgla, a najpowszechniej występujące w przyrodzie zawierają 5-6 atomów węgla.

  • W zależności od ilości atomów węgla w związku monosacharydy dzielimy na: triozy, tetrozy, pentozy, heksozy.


TRIOZY

KETOTRIOZA

ALDOTRIOZA

DIHYDROKSYACETON

D-ALDEHYD GLICERYNOWY


TETROZY

KETOTETROZA

ALDOTETROZA

D-ERYTRULOZA

D-TREOZA


PENTOZY

D-RYBOZA

D-ARABIONZA

D-RYBULOZA


HEKSOZY

D-GLUKOZA

D-ALLOZA

D-MANNOZA


HEKSOZY

D-GALAKTOZA

D-FRUKTOZA


HEKSOZY

D-PSIKOZA

D-SORBOZA


GLUKOZA

D-GLUKOZA

α-D-GLUKOPIRANOZA

β-D-GLUKOPIRANOZA


WŁAŚCIWOŚCI GLUKOZY

  • Słodka, krystaliczna i bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie

  • Ulega fermentacji alkoholowej

  • Daje pozytywne wyniki w próbie Trommera i w próbie Tollensa (wykazuje własności redukujące wynikające z obecności grupy –CHO )


WŁAŚCIWOŚCI GLUKOZY

  • Inne łagodne utleniacze utleniają glukozę analogiczniej (np. woda bromowa)

  • Silny ulteniacz (np. HNO3 ) utlenia glukozę do kwasu glukarowego)

  • Tworzy estry (np. z H3PO4)


WŁAŚCIWOŚCI GLUKOZY

  • Ulega redukcji wodorem w obecności katalizatora palladowego


FRUKTOZA

Zwana także cukrem owocowym, w stanie wolnym występuje w wielu owocach (łac. Fructus – owoc) oraz w miodzie. W stanie związanym występuje np. w cukrze buraczanym i niektórych wielocukrach. Jest to substancja bezbarwna, znacznie słodsza od glukozy i bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie.

α-D-FRUKTOZA

β-D-FRUKTOZA


DWUCUKRY

  • Disacharydy [gr. dis = podwójnie, sákchar = cukier]. Są węglowodanami składającymi się z dwóch jednostek monosacharydowych. Hydroliza cząsteczki dwucukru prowadzi do utworzenia dwóch cząsteczek cukru prostego.

  • Wyróżniamy cztery najważniejsze disacharydy:

  • maltoza (cukier słodowy)

  • celobioza

  • laktoza (cukier występujący w mleku)

  • sacharoza (cukier występujący w trzcinie cukrowej i burakach cukrowych)


WŁAŚCIWOŚCI DWUCUKRÓW

  • Stałe, krystaliczne, słodkie, dobrze rozpuszczalne w wodzie

  • W środowisku kwaśnym, lub obecności enzymów ulegają hydrolizie

  • Dwucukry, w których glikozydowa grupa –OH jest zablokowana (sacharoza, trehaloza) nie wykazują własności redukujących, inne dają pozytywne wyniki w próbie Trommera lub w próbie Tollensa

  • Dwucukry redukujące wykazują mutarotację, tworzą również glikozydy, dwucukry nieredukujące takich cech nie posiadają


PRODUKCJA CUKRU

  • Przywóz buraków do cukrowni

  • W Polsce ze względu na klimat i dużą ilość opadów buraki cukrowe mają zapewnione bardzo dobre warunki wzrostu, objawia się to w postaci dużej masy samych roślin. Są to rośliny, które wymagają wielu zabiegów pielęgnacyjnych podczas ich uprawy i specjalistycznej wiedzy. Czasem zbiorów buraków z pola jest jesień, wtedy w cukrowniach zaczynają się kampanie cukrownicze trwające zazwyczaj 3-4 miesiące. Na plac do cukrowni trafiają tylko korzenie roślin. Liście pozostają na polu i stanowią cenny nawóz.


PRODUKCJA CUKRU

2. Mycie

Przygotowanie buraków do dalszej obróbki na cukier polega przede wszystkim na ich umyciu i oddzieleniu od kamieni i innych zanieczyszczeń. Maszyny, które wykonują te czynności to tzw. „łapacze”. Są ich dwa rodzaje: ciężkie, które zbierają kamienie i piasek oraz lekkie do wychwytywania liści i chwastów. Po usunięcie tych zanieczyszczeń buraki są jeszcze raz dokładnie myte wodą.


PRODUKCJA CUKRU

3. Krojenie

Warunkiem dalszej części procesu technologicznego produkcji cukru jest skrojenie buraków na tzw. krajankę. Krajanka ma w przekroju kształt daszkowaty, który jest optymalny dla najlepszego przebiegu następnego procesu – ekstrakcji.


PRODUKCJA CUKRU

4. Ekstrakcja - dyfuzja

Sacharoza, a więc cukier, zawarta jest w komórkach buraków cukrowych stanowiąc dla tej rośliny substancję zapasową. Zadaniem cukrowników jest wydobycie cukru z buraków. Aby to wykonać należy zaparzyć najpierw krajankę w celu uzyskania efektu denaturacji, a więc naruszenia struktury żywej tkanki buraków. Następnym etapem jest przeprowadzanie ekstrakcji przeciwprądowej polegającej na przepuszczeniu przez krajankę odpowiednio przygotowanej wody ekstrakcyjnej, do której przenikają składniki soku komórkowego, w tym głównie cukier. W procesie ekstrakcji otrzymuje się tzw. sok surowy, który zawiera 13-15% cukru (przy 14,5-16,5% suchej substancji).


PRODUKCJA CUKRU

5. Defekacja czyli oczyszczanie soku surowego

Mleko wapienne i gaz saturacyjny uzyskujemy przez wypalenie kamienia wapiennego. W wyniku termicznego rozkładu węglanu wapnia CaCO3 uzyskuje się wapno CaO oraz gaz saturacyjny. Wapno następnie jest gaszone wodą i powstaje mleko wapienne, które wykorzystuje się do oczyszczania soku surowego. Dolanie mleka wapiennego powoduje alkalizację soku i koagulację koloidów. W wyniku ogrzewania soku i poddania nawapnieniu głównemu (do pH 12–12,5) następuje rozkład związków przeszkadzających w uzyskaniu dobrej jakości cukru.


PRODUKCJA CUKRU

6. Saturacja

Po defekacji głównej sok poddawany jest węglanowaniu (saturacji) w aparacie zwanym saturatorem, w którym przez słup soku przepuszcza się gaz saturacyjny. W soku tworzy się wówczas drobnokrystaliczna zawiesina węglanu wapniowego, który jest doskonałym pochłaniaczem dla niecukrów. Saturacja wiąże się z obniżeniem odczynu pH do wartości około 10,8-11,2.


PRODUKCJA CUKRU

7. Filtrowanie

Wytworzoną zawiesinę (osad) węglanu wapniowe-go wraz z zaadsorbowanymi niecukrami filtruje się na różnego typu urządzeniach. Najczęściej stosowane jest najpierw zagęszczanie osadu w dekantatorach (urządzeniach do sedymentacji osadu) następnie filtracja na prasach filtracyjnych lub filtrach próżniowych. Tak oczyszczony sok nazywa się sokiem rzadkim. Zawiera on ok. 14,5-16% suchej substancji (w tym 13,5-15% cukru). Odfiltrowany osad, zwany wapnem defekosaturacyjnym, jest jednym z produktów ubocznych przemysłu cukrowniczego i jest stosowany w rolnictwie jako doskonały nawóz wapniowy do odkwaszania gleby.


PRODUKCJA CUKRU

8. Zagęszczanie soków

Sok rzadki poddaje się zagęszczaniu w aparatach wyparnych zwanych wyparkami. Zagęszczanie prowadzi się w temperaturach wrzenia, jest to proces prowadzony kilkukrotnie. W pierwszym dziale wyparki temp. osiąga 131°C, w końcowym ok. 85 °C (dział ten pracuje pod ciśnieniem niższym od atmosferycznego, stąd tak niska temp. wrzenia). Wyparkę opuszcza tzw. sok gęsty, który ma ok. 73-76% suchej substancji, w tym ok. 68-71% cukru.


PRODUKCJA CUKRU

9. Krystalizacja

Kryształy cukru uzyskuje się przez prowadzenie krystalizacji w warnikach przez dalsza zagęszcza-nie syropu czyli soku gęstego i odparowywanie wody w warunkach stanu przesycenia. Przesycenie roztworu jest warunkiem krystalizacji, czyli wytrącania cukru w postaci kryształów. Krystali-zacja jest to proces kształtowania się i osadzania kryształów na obecnych w roztworze drobinach zwanych ośrodkami krystalizacji, w ten sposób powstaje tzw. cukrzyca, czyli zawiesina kryształów cukru i syropu.


PRODUKCJA CUKRU

10. Wirowanie

Wirowanie stosuje się w cukrownictwie do oddzielenia kryształów cukru od syropu między-kryształowego z cukrzyc. W procesie wirowania ciągłego stosuje się bębny stożkowe o stożku rozszerzającym się ku górze. Cukrzyca jest poda-wana na dół bębna i dzięki sile odśrodkowej przesuwa się ku jego górze. Syrop międzykryszta-łowy (tzw. odciek) przechodzi przez sito, w którym jest wyłożony bęben wirówki i jest odlewany, natomiast kryształy cukru odsypuje się w dolnej części bębna.


PRODUKCJA CUKRU

11. Suszenie i chłodzenie

Cukier biały, który opuszcza wirówki, musi być poddany dalszej obróbce, aby mógł być przechowywany przez długi czas. Pierwszym zabiegiem jest suszenie gorącym powietrzem w różnego rodzaju suszarkach. Następnie musi być schłodzony do temp. ok. 20-25°C i posegregowany według wielkości kryształów.


PRODUKCJA CUKRU

12. Pakowanie cukru

Sposób pakowania cukru zależy od potrzeb klientów. Część wyprodukowanego cukru jest przerabiana na różnego rodzaju asorty-menty w cukrowniach, np.. Cukier żelujący, cukier puder, cukier w kostkach.



POLISACHARYDY

Polisacharydy (wielocukry) zbudowane są z monosacharydów (w formie cyklicznej) połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi, tworząc łańcuchy proste lub rozgałęzione.


WŁAŚCIWOŚCI POLISACHARYDÓW

  • Bezpostaciowe, nie krystalizują się, nie są słodkie, w wodzie przeważnie nierozpuszczalne, niektóre z nich tworzą roztwory koloidowe

  • Nie wykazują własności redukujących

  • Pod wpływem hydrolizy kwaśnej lub enzymatycznej można rozłożyć je na cukry proste

  • Niektóre polisacharydy składają się wyłącznie z cukrów prostych, inne zawierają dodatkowe składniki w postaci kwasów uronowych (polihydroksyaldehydokwasy)


SKROBIA

  • Występuje w postaci granulek, których rozmiar i kształt jest charaktery-styczny dla rośliny, z której skrobię otrzymano.

  • Granulki skrobi w naturalnej postaci nie rozpuszczają się w zimnej wodzie, natomiast w przypadku, gdy zewnętrzna błona zostanie rozerwana w wyniku rozcierania, pęcznieją w niej i tworzą żel.

  • Gdy granulkę skrobi w naturalnej postaci podda się działaniu gorącej wody, wówczas rozpuszczalna część skrobi przenika przez ściankę granulki.

  • W gorącej wodzie granulki pęcznieją do takiej wielkości, że pękają


SKROBIA

  • Zazwyczaj skrobia składa się w ok. 20% z frakcji rozpuszczalnej w wodzie, zwanej amylozą:

  • i w 80% z frakcji nierozpuszczalnej w wodzie, zwanej amylopektyną


CELULOZA

  • Jest składnikiem ścian komórek roślinnych; drewno zawiera ok. 50% celulozy, bawełna 87-92% (celulozie w roślinach towarzyszy jeszcze kilka pokrewnych jej związków

  • Ma postać białych, przeświecających, elastycznych włokienek, nierozpuszczalnych w wodzie

  • Budowę chemiczną celulozy stanowią liniowe łańcuchy β-D-glukopiranozy z wiązaniami β-1,4-glikozydowymi


WŁAŚCIWOŚCI CELULOZY

  • Nie wykazuje własności redukujących

  • Nieznaczne zmiany celulozy wywołują stężone ługi, np. 20% roztwór NaOH wywołuje zjawisko merceryzacji (kurczenie się niektórych włókien)

  • Gotowana z dodatkiem stężonego H2SO4 ulega hydrolizie poprzez celubiozą do β-D-glukopiranozy

  • Oddzielenie celulozy od towarzyszących jej składników opiera się na odporności celulozy na działanie różnych związków chemicznych – do miazgi drzewnej dodaje się roztworu, np.. Ca(HSO3) pod zwiększonym ciśnieniem w temp. 120-160°C i w tych warunkach, substancje towarzyszące celulozie ulegają rozpuszczeniu, celuloza natomiast nie rozpuszcza się




Krzysztof M. PazdroChemia dla kandydatów na wyższe uczelniePaństwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1982

Encyklopedia SzkolnaChemiaWSiP, Warszawa

Muzyka:Smolik „50 tysięcy”

PREZENTACJE PRZYGOTOWAŁ:

Michał Skoraszewski – kl. 4h

W prezentacji wykorzystano fragmenty książek:

Robert Thornton Morrison, Robert Neilson BoydChemia organicznawydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 1998

Krzysztof M. Pazdro, Witold DanikiewiczPierwiastki i związki chemiczneOficyna Edukacyjna Krzysztof Pazdro, Warszawa 1996

Elżbieta I.Matusewicz, Janusz MatusewiczChemiaWSiP, Warszawa 1987

Lech PajdowskiChemia ogólnaPaństwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1978

KONIEC