Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА

Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано при переработке сахарной свеклы.

Известен способ очистки сока, предусматривающий смешивание диффузионного сока и извести при противоточном их движении в аппарате с повышением щелочности сока в несколько стадий, дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II второй сатурацией, вторую сатурацию, фильтрацию [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. 431 с.].

Недостатками этого способа являются неполное удаление высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ из сока и, как следствие, недостаточно высокий эффект очистки.

Известен способ очистки диффузионного сока, включающий добавление керамзитовой пыли в сок II сатурации для снижения содержания несахаров в очищенном соке. Патент №2215041 RU, опубл. 27.10.2003. Бюл. №30.

Недостатком способа является недостаточно высокий эффект удаления несахаров из диффузионного сока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий проведение при достижении на предварительной дефекации рН 7,5-8,2 одновременной дефекосатурации при значении рН 8,1-8,2 с расходом извести на дефекосатурацию 0,20-0,25% СаО к массе свеклы, для повышения эффекта удаления высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ и улучшении фильтрационно-седиментационных свойств сатурационных соков. А.с. SU №1406168. Опубл. 30.06.1988. Бюл. №24.

Недостатком способа является недостаточно высокий эффект очистки диффузионного сока от несахаров.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе очистки диффузионного сока, включающем проведение прогрессивной предварительной дефекации в преддефекаторе, при достижении на предварительной дефекации рН 7,5-8,2 одновременную дефекосатурацию, при этом значении рН с расходом извести на дефекосатурацию 0,20-0,25% СаО к массе свеклы, основную дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед второй сатурацией, вторую сатурацию, фильтрацию, новым является то, что непосредственно перед проведением одновременной дефекосатурации вводят керамзитовую пыль в количестве 0,10-0,15% к массе свеклы.

Керамзитовая пыль в основном состоит из двух соединений: двуокиси кремния и окиси алюминия, которые в процессе обжига при температуре 900°С превращаются частично в алюмосиликаты. Двуокись кремния является нерастворимым соединением, следовательно, в водных растворах диссоциации на ионы это соединение не подвергается. Окись алюминия, напротив, хотя и в малых количествах, но в воде диссоциирует на ионы. Положительно заряженные ионы алюминия за счет электростатических сил притягиваются к отрицательно заряженным молекулам несахаров. Вероятно, в определенный момент количество положительно заряженных ионов алюминия компенсирует отрицательный заряд молекулы несахара, т.е. общий заряд конгломерата становится нейтральным. Это приводит к тому, что нарушается структура гидратной оболочки вокруг молекулы несахаров. Учитывая то, что молекулы воды ярко поляризованы, их расположение вокруг заряженной частицы будет упорядоченное относительно друг друга, гидратная оболочка, следовательно, имеет более прочную плотную структуру и включает в себя максимальное количество молекул воды. Если молекула несахара нейтральна, то расположение поляризованных молекул воды вокруг несахара будет хаотичным, нарушится плотность взаимного расположения молекул воды в гидратной оболочке относительно друг друга. Ввод в диффузионный сок керамзитовой пыли приведет к тому, что гидратная оболочка будет не прочной, количество молекул воды, составляющих эту оболочку, уменьшится. Все это будет способствовать агрегации молекул несахаров друг с другом, т.е. будут формироваться комплексы макромолекул, которые способны выпадать в осадок. Частицы двуокиси кремния, включаясь в формируемые агрегаты, будут повышать фильтрационно-седиментационные свойства формирующегося осадка, кроме того, частицы двуокиси кремния будут являться центрами кристаллизации для кальциевых солей, что приведет к формированию крупного и компактного осадка на преддефекации, а это, в свою очередь, уменьшит пептизацию несахаров на основной дефекации в условиях высокой щелочности, улучшит фильтрационно-седиментационные свойства преддефекованного и сатурационных соков и, в конечном итоге, повысится эффект удаления несахаров при очистке диффузионного сока.

Технический результат изобретения заключается в том, что в способе очистки диффузионного сока, включающем проведение прогрессивной предварительной дефекации в преддефекаторе, при достижении на предварительной дефекации рН 7,5-8,2 одновременной дефекосатурации при этом значении рН с расходом извести на дефекосатурацию 0,20-0,25% СаО к массе свеклы, основной дефекации, первой сатурации, фильтрации, дефекации перед второй сатурацией, второй сатурации, фильтрации, предлагается вводить керамзитовую пыль в количестве 0,10-0,15% к массе свеклы непосредственно перед проведением одновременной дефекосатурации.

Способ очистки диффузионного сока осуществляют следующим образом.

Диффузионный сок подвергается прогрессивной предварительной дефекации в многосекционном преддефекаторе, разделенном на секции перегородками, при температуре 58-62°С в течение 12-15 минут. Расход извести на прогрессивной предварительной дефекации составляет 10-15% от общего расхода извести на очистку. Общий расход извести на очистку составляет 90-100% к массе несахаров диффузионного сока. Для очистки используют известковое молоко плотностью 1,19 г/см³. При достижении рН на прогрессивной предварительной дефекации 7,5-8,2 сок отбирают из секции преддефекатора, добавляют в сок керамзитовую пыль в количестве 0,10-0,15% к массе свеклы и проводят одновременную дефекосатурацию при постоянном рН 8,1-8,2 и расходом извести 0,20-0,25% СаО к массе свеклы и затем сок подается в следующую, секцию преддефекатора, где рН сока плавно увеличивается до оптимального значения рН 10,8-11,2. Обработанный таким образом сок после преддефекации подвергается комбинированной основной дефекации с использованием 60-65% извести от общего расхода. Проводится теплая дефекация при температуре 58-62°С в течение 18-22 минут и горячая основная дефекация в течение 9-10 минут при температуре 83-86°С. После чего сок подвергается первой сатурации в течение 9-10 минут до рН 10,8-11,2. Затем сок фильтруется, подвергается дефекации перед второй сатурацией в течение 4,5-5 минут при температуре 92-96°С и с расходом известкового молока 20-25% от общего расхода извести на очистку, второй сатурации до рН 9,3-9,5, фильтрованию.

Предложенный способ позволяет повысить эффект удаления несахаров в процессе очистки диффузионного сока по сравнению с известным способом.

Способ очистки диффузионного сока поясняется следующими примерами.

Пример №1.

Диффузионный сок с чистотой 86,6% подвергают прогрессивной предварительной дефекации в многосекционном преддефекаторе при температуре 60°С в течение 14 минут. Расход извести на прогрессивной предварительной дефекации составляет 15% от общего расхода извести на очистку, который составляет 90% к массе несахаров диффузионного сока. Для очистки используют известковое молоко плотностью 1,19 г/см³. При достижении на прогрессивной предварительной дефекации рН 8,2 в сок добавляют 0,10% к массе свеклы керамзитовой пыли и проводят одновременную дефекосатурацию. Для чего отбирают сок из секции преддефекатора, где рН сока 8,2, направляют в дефекосатуратор. Сок подвергается одновременной дефекосатурационной обработке при постоянном рН 8,2 и расходом извести 0,23% СаО к массе свеклы и затем подается в следующую секцию преддефекатора. После чего рН сока плавно увеличивается до оптимального значения рН 11,0. Обработанный таким образом сок после преддефекации подвергают комбинированной основной дефекации с использованием 65% известкового молока: теплая основная дефекация при температуре 60°С в течение 20 минут и горячая основная дефекация в течение 10 минут при температуре 85°С. После основной дефекации сок подвергают первой сатурации в течение 10 минут до рН 11,2, фильтрации, дефекации перед второй сатурацией в течение 5 минут при температуре 95°С и с расходом известкового молока 20% от общего расхода извести на очистку. Сок сатурируют (вторая сатурация) до рН 9,5, фильтруют и анализируют. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример №2.

Диффузионный сок с чистотой 86,6% подвергают прогрессивной предварительной дефекации в многосекционном преддефекаторе при температуре 60°С в течение 14 минут. Расход извести на прогрессивной предварительной дефекации составляет 15% от общего расхода извести на очистку, который составляет 90% к массе несахаров диффузионного сока. Для очистки используют известковое молоко плотностью 1,19 г/см³. При достижении на прогрессивной предварительной дефекации рН 8,2 в сок добавляют 0,15% к массе свеклы керамзитовой пыли и проводят одновременную дефекосатурацию. Для чего отбирают сок из секции преддефекатора, где рН сока 8,2, направляют в дефекосатуратор. Сок подвергается одновременной дефекосатурационной обработке при постоянном рН 8,2 и расходом извести 0,23% СаО к массе свеклы и затем подается в следующую секцию преддефекатора. После чего рН сока плавно увеличивается до оптимального значения рН 11,0. Обработанный таким образом сок после преддефекации подвергают комбинированной основной дефекации с использованием 65% известкового молока: теплая основная дефекация при температуре 60°С в течение 20 минут и горячая основная дефекация в течение 10 минут при температуре 85°С. После основной дефекации сок подвергают первой сатурации в течение 10 минут до рН 11,2, фильтрации, дефекации перед второй сатурацией в течение 5 минут при температуре 95°С и с расходом известкового молока 20% от общего расхода извести на очистку. Сок сатурируют (вторая сатурация) до рН 9,5, фильтруют и анализируют. Данные анализа представлены в табл.1.

Пример №3. Очистка диффузионного сока (прототип).

Диффузионный сок с чистотой 86,6% подвергают прогрессивной предварительной дефекации в многосекционном преддефекаторе, разделенном на секции перегородками, при температуре 60°С в течение 14 минут. Расход извести на прогрессивной предварительной дефекации составляет 15% от общего расхода извести на очистку. Общий расход извести на очистку составляет 90% к массе несахаров диффузионного сока. Для очистки используют известковое молоко плотностью 1,19 г/см³. При достижении на прогрессивной преддефекации рН 8,2 сок подвергается одновременной дефекосатурационной обработке при постоянном рН 8,2 и расходом извести 0,23% СаО к массе свеклы и затем подается в следующую секцию преддефекатора. После чего рН сока плавно увеличивается до оптимального значения рН 11,0.

Обработанный таким образом сок после преддефекации подвергают комбинированной основной дефекации с использованием 65% известкового молока. Теплая дефекация при температуре 60°С в течение 20 минут и горячей основной дефекации в течение 10 минут при температуре 85°С. После чего сок подвергают первой сатурации, т.е. сатурируют в течение 10 минут до рН 11,2. Затем сок фильтруют, подвергают дефекации перед второй сатурацией в течение 5 минут при температуре 95°С и с расходом известкового молока 20% от общего расхода извести на очистку. Сок сатурируют (вторая сатурация) до рН 9,5, фильтруют и анализируют. Данные анализа представлены в табл.1.

Как следует из примеров и табл.1, предложенный способ дает возможность повысить, по сравнению с прототипом, эффект очистки на 5,6-5,7%, снизить содержание ВМС на 18-26% и солей кальция на 18-25%, уменьшить цветность очищенного сока на 25-34%. За счет повышения эффекта очистки диффузионного сока увеличится выход сахара-песка не менее чем на 0,5%, а улучшение фильтрационно-седиментационных свойств сока 1 сатурации позволит повысить производительность сахарного завода и тем самым уменьшить потери сахарозы при хранении, за счет сокращения длительности производственного периода.

При расходе керамзитовой пыли менее 0,10% эффект очистки диффузионного сока от несахаров недостаточно высок, а при большем расходе керамзитовой пыли эффект очистки увеличивается незначительно, но возрастают затраты на технологические нужды, что ограничивает верхний предел по расходу керамзитовой пыли в 0,15% к массе перерабатываемой свеклы, т.е. увеличение расхода керамзитовой пыли более 0,15% экономически невыгодно.

Предложенный способ очистки диффузионного сока позволяет повысить эффект очистки на 5,6-5,7%, снизить содержание ВМС на 18-26% и солей кальция на 18-25%, уменьшить цветность очищенного сока на 25-34%, повысить выход сахара-песка и улучшить его качество.

.