Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СОКА

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам получения диффузионного сока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ошпаривания свекловичной стружки, при котором транспортируемая свекловичная стружка последовательно обрабатывается паром, а затем кальцинированным раствором с последующей подачей ее в диффузионный аппарат наклонного типа [Патент РФ №2332466. Ошпариватель свекловичной стружки, опубликован 27.08.2008. Бюл. №24]. Свекловичная стружка подается в первую секцию ошпаривателя, в которой обрабатывается греющим паром. Затем нагретая свекловичная стружка поступает во вторую секцию ошпаривателя, в которой перемешивается и повторно обрабатывается паром из паровой камеры. Такой подвод пара в секцию обеспечивает равномерное нагревание стружки во всем ее объеме до достижения необходимой температуры 68-72°С, далее стружка из второй секции поступает в последнюю третью секцию, в которую из паровой камеры подается кальцинированный раствор с температурой 82°С. Обработанная стружка направляется в диффузионный аппарат.

Недостатками известного способа являются большой расход пара при обработке свекловичной стружки, так как оптимальная температура экстрагирования 72°С достигается уже во второй секции ошпаривателя. Дальнейшее нагревание стружки в третьей секции до температуры 82°С кальцинированным раствором в смеси с паром приводит к денатурации коллоидов, увеличивает проницаемость свекловичной ткани и переход несахаров в жидкость при экстрагировании. Кроме того, введение кальцинированного раствора способствует повышению рН сокостружечной смеси, что создает опасность извлечения пектиновых веществ, повышающих вязкость и цветность соков, затрудняющих фильтрование продуктов.

Техническая задача изобретения - увеличение выхода сахара-песка стандартного качества за счет повышения качественных показателей диффузионного и очищенного соков, а также снижение энергетических затрат на обработку свекловичной стружки, прессование и сушку жома.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения диффузионного сока, характеризующийся тем, что свекловичную стружку перед экстрагированием подают в трехсекционный ошпариватель, где последовательно обрабатывают сначала раствором сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄) массовой долей 0,05-0,10%, взятым в количестве 8-12% к массе стружки при температуре 70-72°С, затем греющим паром, причем обработку раствором сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ осуществляют в момент подачи стружки в 1-ую секцию ошпаривателя, где ее сразу после этого обрабатывают греющим паром в каждой секции ошпаривателя, при этом тепловую обработку осуществляют таким образом, чтобы температура свекловичной стружки перед подачей ее в диффузионный аппарат составляла 70-72°С, а продолжительность обработки не превышала 30 с, подготовленную таким образом свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат.

Технический результат изобретения заключается в увеличении выхода кристаллического сахара-песка заданного качества за счет повышения качественных показателей диффузионного и очищенного соков, интенсификации технологического процесса за счет снижения перехода несахаров из стружки в диффузионный сок, а также экономии энергетических ресурсов на прессование и сушку сырого свекловичного жома.

Способ получения диффузионного сока осуществляют следующим образом.

Освобожденную от примесей и вымытую свеклу направляют в свеклорезки, в которых изрезывают в свекловичную стружку. Полученную стружку подают в 1-ую секцию трехсекционного ошпаривателя, где последовательно обрабатывают сначала раствором (NH₄)₂SO₄ массовой долей 0,05-0,10%, взятым в количестве 8-12% к массе стружки, при температуре 70-72°С, затем греющим паром, причем обработку раствором (NH₄)₂SO₄ осуществляют в момент подачи стружки в 1-ую секцию ошпаривателя. При этом происходит поверхностная обработка стружки раствором предлагаемого реагента и предварительный ее нагрев перед ошпариванием.

Сразу после этого свекловичную стружку последовательно обрабатывают греющим паром в каждой секции ошпаривателя при перемешивании, что обеспечивает равномерное нагревание стружки во всем ее объеме до достижения необходимой температуры 70-72°С и насыщение поверхностного слоя используемым реагентом.

Тепловая обработка стружки в секциях ошпаривателя греющим паром приводит к постепенному равномерному прогреванию свекловичной ткани и денатурации белков, что повышает коэффициент массоотдачи свекловичной ткани, увеличивая ее проницаемость. Омывающий поверхность свекловичной стружки раствор сульфата аммония снижает растворимость белковых и пектиновых веществ, повышая прочность и упругость свекловичной стружки. Стабилизируется рН среды, что уменьшает переход несахаров из свекловичной стружки в диффузионный сок в процессе экстрагирования сахарозы. Совмещение тепловой и химической обработки позволяет стабилизировать коллоиды свекловичной ткани и подогреть свекловичную стружку до оптимальной температуры диффузионного процесса 70-72°С до поступления в диффузионный аппарат, повысить ее структурно-механические свойства.

Продолжительность обработки стружки паром составляет не менее 30 с. Температура стружки после обработки составляет 70-72°С.

Ошпаренная свекловичная стружка поступает в диффузионный аппарат.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример №1 (прототип). Корнеплоды сахарной свеклы отмывают в свекломойках от прилипшей грязи и измельчают в свекловичную стружку на свеклорезках. Полученную свекловичную стружку направляют в 1-ую секцию ошпаривателя, где обрабатывают греющим паром. Затем нагретую свекловичную стружку подают во вторую секцию ошпаривателя, в которой перемешивают и обрабатывают паром, что обеспечивает равномерное нагревание стружки во всем ее объеме до достижения необходимой температуры 72°С.

Стружку из второй секции направляют в последнюю третью секцию, в которую из паровой камеры подают раствор сульфата кальция (СаSO₄) из расчета 100 г сухого реагента на 1 т стружки с температурой 82°С.

Ошпаренную свекловичную стружку подают в диффузионный аппарат, где получают диффузионный сок. Полученный сок направляют на дефекосатурационную очистку.

Анализ полученного диффузионного сока: чистота 83,2%, массовая доля белков 0,66%.

Сок после дефекосатурационной очистки имеет чистоту 91,6%, цветность 18,6 усл. ед.

Результаты анализа свекловичного жома после прессования - массовая доля сухих веществ 23%.

Пример №2. Свеклу очищают от примесей и направляют в свеклорезки, в которых изрезывают в свекловичную стружку. Полученную свекловичную стружку направляют в 1-ую секцию трехсекционного ошпаривателя, где последовательно обрабатывают сначала раствором сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄) концентрацией 50 г сухого реагента на 100 кг стружки в количестве 90 дм³ на 1 т стружки при температуре 72°С, затем греющим паром, причем обработку раствором сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄) осуществляют в момент подачи стружки в 1-ую секцию ошпаривателя. При этом происходит поверхностная обработка стружки раствором предлагаемого реагента и предварительный ее нагрев перед ошпариванием.

Затем нагретую свекловичную стружку последовательно направляют во вторую и третью секции ошпаривателя, в которых перемешивают и обрабатывают греющим паром, что обеспечивает равномерное нагревание стружки во всем ее объеме до достижения необходимой температуры 72°С, продолжительность обработки 30 с.

Ошпаренную свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат для получения диффузионного сока.

Результаты анализа полученного диффузионного сока: чистота 85, 0%, массовая доля белков 0,36%.

Полученный сок подвергают дефекосатурационной очистке. Чистота очищенного сока составляет 93,1%, цветность 15,2 усл.ед.

Результаты анализа свекловичного жома после прессования - массовая доля сухих веществ 26%.

Как видно из примеров, предложенный способ получения диффузионного сока дает возможность:

- снизить содержание белков в диффузионном соке на 45,5%;

- повысить чистоту диффузионного сока на 1,8%;

- снизить цветность очищенного сока на 17,8%;

- повысить чистоту очищенного сока на 1,5%;

- повысить массовую долю сухих веществ прессованного жома на 3%, что позволяет уменьшить расход топлива на 0,2%;

- увеличить выход готовой продукции на 0,36% за счет увеличения чистоты очищенного сока на 1,5%.

Предложенный способ получения диффузионного сока дает возможность существенно снизить степень перехода несахаров из свекловичной стружки в диффузионный сок, что в свою очередь способствует увеличению чистоты диффузионного и очищенного сока, повышению выхода сахара. Оптимальными показателями раствора (NH₄)₂SO₄ для ошпаривания являются массовая доля 0,05-0,10%, расход - 8-12% к массе стружки и температура 70-72°С.

Снижение концентрации раствора (NH₄)₂SO₄ менее 0,05% мас. не приносит желаемого эффекта, а ее увеличение выше значения 0,10% мас. экономически нецелесообразно.

Снижение количества реагента менее 8% мас. к массе свеклы не позволяет равномерно обработать поверхность стружки, а увеличение выше 12% мас. к массе свеклы приводит к дополнительному расходу реагента и разбавлению диффузионного сока.

Снижение температуры предлагаемого реагента ниже 70°С не позволяет подогреть стружку до необходимой температуры, а увеличение выше 72°С приводит к перерасходу греющего пара.

Оптимальная продолжительность обработки свекловичной стружки составляет не ниже 30 с. При продолжительности процесса менее 30 с не происходит эффективной подготовки стружки к процессу экстрагирования, а продолжительность более 30 с приводит к непроизводительным затратам греющего пара, ухудшает перемещение стружки в ошпаривателе за счет перегрева.

Предложенный способ получения диффузионного сока позволяет:

- снизить содержание белков в диффузионном соке;

- повысить чистоту диффузионного сока;

- снизить цветность очищенного сока;

- повысить чистоту очищенного сока;

- увеличить массовую долю сухих веществ в прессованном жоме;

- повысить выход сахара.