Melasă

Introducere

Termenul „melasă” se referă la efluentul final obținut la prepararea zahărului prin cristalizare repetată. Cantitatea de melasă obținută și calitatea (compoziția) acesteia oferă informații despre natura sfeclei sau a trestiei de zahăr (condițiile locale de creștere și efectele vremii) și prelucrarea în fabrica de zahăr. (Olbrich, 1963).

Caracteristici fizico-chimice

Din punct de vedere fizic, melasa se prezintă ca un lichid vâscos, având o culoare brună-neagră, cu miros plăcut de cafea proaspăt prăjită și un gust dulce-amărui. Reacția melasei este, de regulă, ușor alcalină. (Melasa, 2012).

Compoziția chimică a melasei variază în funcție de materia primă folosită la fabricarea zahărului (sfeclă sau trestie de zahăr) și de procesul tehnologic aplicat în fabricile de zahăr (tabelul 1). (Melasa, 2012).

Compoziția chimică a melasei din sfeclă și trestie de zahăr

Compusul Melasă din sfeclă de zahăr Melasă din trestie de zahăr

Apă % 20-25 15-20

Substanță uscată % 70-85 80-85

Zahăr total % 44-52 50-55

Zahăr inverti t% 0,1-0,5 20-23

Rafinoză % 0,6-1,8 -

Azot total % 1,2-2,4 0,3-0,6

Substanțe minerale % 7,6-12,3 10-12

pH 6,0-8,6 <7

Tabel 1 (Melasa, 2012).

MELASA CA SUBSTRAT SOLID POATE FI UTILIZATĂ ÎN URMĂTOARELE PROCESE FERMENTATIVE:

1. Producția de hidrogen gazos

Producția de hidrogen gazos (H2) din deșeuri alimentare și industriale pe cale microbiană a căpătat atenție în ultimele decenii, printre care melasa fiind un substrat căruia i s-a dat importanță. (Mıynat, 2020).

Metodele cunoscute de producție a hidrogenului pe cale microbiană sunt reprezentate de fermentația la întuneric a carbohidraților, foto-fermentația acizilor grași volatili și scindarea enzimatică a apei de către alge. (Mıynat, 2020).

Fermentația la întuneric este cea mai rapidă, dar hidrogenul încorporat în carbohidrați nu poate fi complet transformat în hidrogen gazos și o parte din acesta este păstrat în acizi grași volatili în mediul de cultură. Pe de altă parte, bacteriile foto-heterotrofe au capacitatea de a converti acizii grași volatili în H2 și CO2 în prezența luminii. Prin urmare, integrarea acestor două tipuri de fermentație promite o conversie întegrală a carbohidraților în H2 și CO2. Teoretic, printr-un astfel de proces se pot obține 12 moli de H2 dintr-un mol de glucoză. (Mıynat, 2020).

Într-un studiu din 2020 melasa a fost solidificată folosind agar și s-a supus proceselor de fermentație, rezultatele au fost: 226.24 mL H2/g total zahăr și 870.26 mL H2/g total acizi grași volatili. (Mıynat, 2020).

2. Producerea de bioetanol

Bioetanolul este un important biocombustibil, datorită, proceselor tehnologice de obținere bine definite și a gamei largi de materii prime din care poate fi obținut. Acest combustibil se poate obține prin procese fermentative, chimice sau biologice, a carbohidraților din diferite tipuri de materie primă. (Bârsan, 2008).

Fermentarea melasei din sfeclă de zahăr este realizată de tulpinile de drojdii Saccharomyces Cerevisiae, care metabolizează zahărul în absența oxigenului, rezultând etanol si CO2, la temperaturi cuprinse între 30-35oC. Etapa de fermentație este urmată de cea de distilare, care diferă în funcție de tipul de proces, materia primă utilizată și de calitatea dorită a produsului

final. De regulă, distilarea se realizează în două etape:

- Separarea etanolului din masa de fermentare (distilare)

- Purificarea alcoolului brut (rectificare). (Bârsan, 2008).