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, опубл. 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 №2553234. Способ получения диффузионного сока, опубл. 15.05.2015. Бюл. № 21], предусматривающий подачу свекловичной стружки перед экстрагированием в 1-ю секцию трехсекционного ошпаривателя, где ее 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)₃осуществляют 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.

Недостатками известного способа являются значительный расход реагента Al₂(SO₄)₃, используемого для приготовления раствора для ошпаривания свекловичной стружки, а также недостаточная степень коагуляции высокомолекулярных соединений и веществ коллоидной дисперсности и, как следствие, низкая величина эффективности очистки на диффузии.

Технической задачей изобретения является увеличение выхода сахара-песка заданного качества за счет повышения чистоты диффузионного сока вследствие увеличения степени коагуляции высокомолекулярных соединений и веществ коллоидной дисперсности, а также повышение эффективности очистки на диффузии, при одновременном снижении расхода реагента Al₂(SO₄)₃ и интенсификации технологического процесса.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения диффузионного сока, характеризующийся тем, что свекловичную стружку подают в трехсекционный ошпариватель, где последовательно обрабатывают сначала 0,05 % раствором Al₂(SO₄)₃, взятым в количестве 10 % к массе стружки при температуре 75°С, который предварительно подвергался электрохимической активации в течение 90 с, при напряженности электрического поля 2 В/см в специальном устройстве для электрохимической активации, 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 постоянном перемешивании, 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 30-35 с, подготовленную таким образом свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат.

Полученный диффузионный сок перед подачей в сокоочистительное отделение выдерживают в сборнике-стабилизаторе 2 минуты для осветления.

Технический результат изобретения заключается в увеличении выхода сахара-песка заданного качества за счет повышения чистоты диффузионного сока вследствие коагуляции высокомолекулярных соединений и веществ коллоидной дисперсности, а также повышении эффективности очистки на диффузии, при одновременном снижении расхода реагента Al₂(SO₄)₃ и интенсификации технологического процесса.

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 0,05 % раствором Al₂(SO₄)₃, который предварительно подвергают электрохимической активации в течение 90 с, при напряженности электрического поля 2 В/см в специальном устройстве [Патент РФ № 2183676. Устройство для электрохимической очистки жидкости, опубл. 20.06.2002. Бюл. №17],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 30-35 секунд. Температура стружки после обработки составляет 72°С.

Ошпаренная свекловичная стружка поступает в диффузионный аппарат.

Полученный диффузионный сок перед подачей в сокоочистительное отделение выдерживают в сборнике-стабилизаторе 2 минуты для осветления.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример №1 (прототип). 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.

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 0,05% раствором Al₂(SO₄)₃, взятым в количестве 10 % к массе стружки при температуре 75°С, подвергшимся электрохимической активации в течение 90 с, при напряженности электрического поля 1 В/см в специальном устройстве [Патент РФ № 2183676. Устройство для электрохимической очистки жидкости, опубл. 20.06.2002. Бюл. №17] 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.

Полученный диффузионный сок перед подачей в сокоочистительное отделение выдерживают в сборнике-стабилизаторе 2 минуты для осветления.

Анализ полученного диффузионного сока показывает, что его чистота составляет 87,3 %, массовая доля белков 0,11%.

Полученный сок подвергают дефекосатурационной очистке. Чистота его после очистки составляет 93,5 %, цветность 15,6 усл.ед.

Как видно из примеров, предложенный способ дает возможность:

- снизить содержание белков в диффузионном соке на 29,2 %;

- повысить чистоту диффузионного сока на 1,8 %;

- снизить цветность очищенного сока на 12,2 %;

- повысить чистоту очищенного сока на 1,5 %;

- повысить выход сахара на 0,36 %.

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 соков, повышению выхода сахара

Снижение концентрации Al₂(SO₄)₃ менее 0,05 % не приносит желаемого результата, а ее увеличение выше предлагаемого значения экономически нецелесообразно.

Снижение величины напряженности электрического поля менее 2 В/см не приносит желаемого технологического результата, а увеличение более 2 В/см влечет значительный расход электрической энергии.

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 30-35 секунд. При продолжительности процесса менее 30 секунд не происходит эффективной подготовки стружки к процессу экстрагирования, а продолжительность более 35 сек приводит к перерасходу греющего пара, увеличивает объем ошпаривателя.

Предложенный способ получения диффузионного сока позволяет:

- интенсифицировать процесс экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки;

- снизить содержание белков в диффузионном соке;

- повысить чистоту диффузионного сока;

- снизить цветность очищенного сока;

- повысить чистоту очищенного сока;

- повысить выход сахара.