Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СОКА

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

Известен способ ошпаривания свекловичной стружки, при котором транспортируемая стружка непрерывно орошается диспергированной ошпаривающейся жидкостью из распылителя. При этом ошпаривающую жидкость, в качестве которой используют электроактивированный водный раствор соли сульфата или хлорида алюминия, железа или кальция, подают в камеру с крышкой для ошпаривающей жидкости в количестве, достаточном для пропитки, 30-40% к массе свеклы [Патент РФ №2105816 Аппарат для ошпаривания свекловичной стружки, опубликован 27.02.1998. Бюл. №30].

Недостатком предлагаемого способа является большой расход ошпаривающей жидкости, которая поступает вместе со свекловичной стружкой в головную часть диффузионного аппарата, уменьшая разность концентраций сахарозы в стружке и омывающей ее жидкости, снижает концентрацию сухих веществ и сахарозы в диффузионном соке, увеличивает его отбор и количество воды, поступающей с соком на выпарную установку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ошпаривания свекловичной стружки [Патент РФ №2332466 Ошпариватель свекловичной стружки, опубликован 27.08.2008. Бюл. №24], включающий последовательную обработку стружки паром, а затем кальцинированным раствором с последующей подачей ее в диффузионный аппарат наклонного типа. 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 высокая температура при обработке свекловичной стружки: оптимальная температура экстрагирования 72°С достигается уже во второй секции ошпаривателя. Дальнейшая обработка нагретой стружки горячим кальцинированным раствором температурой 82°С в смеси с паром приводит к перегреванию стружки: снижается ее упругость, увеличивается количество несахаров, переходящих в экстрагент из свекловичной ткани. Кроме того, введение кальцинированного раствора создает опасность загорания форсунок для подачи пара и ошпаривающей жидкости.

Техническая задача изобретения - увеличение выхода кристаллического сахара-песка заданного качества за счет повышения чистоты диффузионного сока, а также интенсификация технологического процесса за счет снижения перехода несахаров из стружки в диффузионный сок.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения диффузионного сока, характеризующийся тем, что свекловичную стружку подают в трехсекционный ошпариватель, где последовательно обрабатывают сначала 0,1% раствором Al₂(SO₄)₃, взятым в количестве 10% к массе стружки, при температуре 75°С, затем греющим паром, причем обработку раствором Al₂(SO₄)₃ осуществляют в момент подачи стружки в 1-ю 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 не превышала 72°С, а продолжительность обработки составляла 30-40 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 чистоты диффузионного сока, а также в интенсификации технологического процесса за счет снижения перехода несахаров из стружки в диффузионный сок.

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-ю секцию трехсекционного ошпаривателя, где последовательно обрабатывают сначала 0,1% раствором Al₂(SO₄)₃, взятым в количестве 10% к массе стружки, при температуре 75°С, затем греющим паром, причем обработку раствором Al₂(SO₄)₃ осуществляют в момент подачи стружки в 1-ю секцию ошпаривателя. При этом происходит смачивание стружки раствором предлагаемого реагента перед тепловой обработкой и предварительный ее нагрев.

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 72°С.

Тепловая обработка стружки в секциях ошпаривателя греющим паром приводит к денатурации белков поверхностного слоя свекловичной ткани, увеличивая ее проницаемость. В образующиеся поры вместе с паром проникает раствор сульфата алюминия, компоненты которого блокируют тепловую деструкцию высокомолекулярных соединений. Уменьшается переход несахаров из свекловичной стружки в диффузионный сок в процессе экстрагирования сахарозы. Совмещение тепловой и химической обработки позволяет подогреть свекловичную стружку до оптимальной температуры диффузионного процесса 72°С вне диффузионного аппарата. В диффузионный аппарат поступает уже нагретая стружка, благодаря чему сокращается продолжительность технологического процесса.

Продолжительность обработки стружки паром составляет 30-40 секунд. Температура стружки после обработки составляет 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-ю 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 подают в третью секцию, в которой обрабатывают раствором сульфата кальция СаSO₄ массовой долей 0,1% с температурой 82°С, затем греющим паром.

Ошпаренную свекловичную стружку подают в диффузионный аппарат, где осуществляют получение диффузионного сока. Полученный сок направляют на дефекосатурационную очистку.

Анализ полученного диффузионного сока показывает, что чистота его составляет 83,2%, массовая доля белков 0,66%.

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

Пример №2. Свеклу очищают от примесей и направляют в свеклорезки, в которых изрезывают в свекловичную стружку. Полученную свекловичную стружку направляют в 1-ю секцию трехсекционного ошпаривателя, где последовательно обрабатывают сначала 0,1% раствором Al₂(SO₄)₃ в количестве 10% к массе стружки при температуре 75°С: при этом происходит смачивание ее раствором предлагаемого реагента и предварительный нагрев; а затем обрабатывают греющим паром, причем обработку раствором Al₂(SO₄)₃ осуществляют в момент поступления свекловичной стружки в 1-ю секцию ошпаривателя, где ее сразу после этого обрабатывают греющим паром. 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.

При этом тепловую обработку свекловичной стружки осуществляют до достижения температуры 72°С при продолжительности обработки 40 секунд.

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

Проведен анализ полученного диффузионного сока. Чистота его составляет 84,8%, массовая доля белков 0,48%.

Полученный сок подвергают дефекосатурационной очистке. Чистота его после очистки составляет 92,9%, цветность 16,4 усл.ед.

Как видно из примеров, предложенный способ дает возможность:

- снизить содержание белков в диффузионном соке на 27,3%;

- повысить чистоту диффузионного сока на 1,6%;

- снизить цветность очищенного сока на 11,8%;

- повысить чистоту очищенного сока на 1,3%;

- повысить выход сахара на 0,33%

Предложенный способ 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 для ошпаривания являются массовая доля Al₂(SO₄)₃ 0,1%, расход -10% к массе стружки и температура 75°С.

Снижение концентрации Al₂(SO₄)₃ менее 0,1% не приносит желаемого результата, а ее увеличение выше предлагаемого значения экономически нецелесообразно.

Снижение количества реагента менее 10% к массе свеклы не обеспечивает равномерного смачивания стружки, а увеличение выше 10% к массе свеклы приводит к стеканию жидкости, разжижению диффузионного сока.

Снижение температуры предлагаемого реагента ниже 75°С не позволяет подогреть стружку до необходимой температуры, а увеличение выше 75°С приводит к ее перегреву.

Оптимальная продолжительность обработки свекловичной стружки составляет 30-40 секунд. При продолжительности процесса менее 30 секунд не происходит эффективной подготовки стружки к процессу экстрагирования, а продолжительность более 40 сек приводит к перерасходу греющего пара, увеличивает объем ошпаривателя.

Предложенный способ получения диффузионного сока позволяет:

- снизить содержание белков в диффузионном соке;

- повысить чистоту диффузионного сока;

- снизить цветность очищенного сока;

- повысить чистоту очищенного сока;

- повысить выход сахара.