Результат интеллектуальной деятельности: Способ предварительной обработки свекловичной стружки при получении диффузионного сока

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

Известен способ получения диффузионного сока, при котором свекловичную стружку перед экстрагированием последовательно обрабатывают сначала 0,1% раствором Al₂(SO₄)₃, затем греющим паром [Патент РФ № 2553234. Способ получения диффузионного сока, опубликован 10.06.2015, бюл. №16]. Свекловичную стружку подают в трехсекционный ошпариватель, где последовательно обрабатывают сначала раствором Al₂(SO₄)₃ массовой долей 0,03-0,05%, взятым в количестве 5% к массе стружки при температуре 75°С, затем греющим паром в каждой секции ошпаривателя. Подготовленную таким образом свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат. Подвод пара в каждую секцию обеспечивает равномерное нагревание стружки во всем объеме до достижения необходимой температуры 68-72°С.

Недостатками известного способа являются высокая коррозия оборудования, переход сульфатов в диффузионный сок в процессе экстрагирования и образование в процессе последующей дефекосатурационной очистки высокодисперсного сульфата кальция, который забивает фильтровальную ткань и вызывает преждевременный ее износ. Кроме того, не обеспечивается высокая кормовая ценность жома.

Техническая задача изобретения заключается в повышении кормовой ценности жома за счет обогащения его фосфатами, повышении чистоты диффузионного сока за счет предупреждения перехода несахаров из свекловичной стружки в диффузионный сок, а также снижение коррозии и износа технологического оборудования.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ предварительной обработки свекловичной стружки при получении диффузионного сока, характеризующийся тем, что свекловичную стружку подают в трехсекционный ошпариватель, где обрабатывают сначала раствором NaH₂PO₄ массовой долей 0,03-0,05%, взятым в количестве 5% к массе стружки при температуре 75°С, затем греющим паром, причем обработку раствором NaH₂PO₄ осуществляют в момент подачи стружки в 1-ю секцию ошпаривателя, где ее сразу после обработки реагентом NaH₂PO₄ 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 20-30 с, подготовленную таким образом свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат для получения диффузионного сока.

Технический результат изобретения заключается в повышении кормовой ценности жома за счет обогащения его фосфатами, повышении чистоты диффузионного сока за счет предупреждения перехода несахаров из стружки в диффузионный сок, а также снижении коррозии и износа технологического оборудования.

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 раствором NaH₂PO₄ массовой долей 0,03-0,05%, взятым в количестве 5% к массе стружки при температуре 75°С, затем греющим паром, причем обработку раствором NaH₂PO₄ 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 обработки реагентом (раствором NaH₂PO₄) 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 и проникновение раствора реагента в более глубокие слои стружки.

Тепловая обработка стружки в секциях ошпаривателя греющим паром приводит к прогреванию свекловичной стружки и денатурации белков, что повышает коэффициент массоотдачи свекловичной ткани, увеличивая ее проницаемость. Омывающий поверхность свекловичной стружки раствор NaH₂PO₄ снижает растворимость белковых и пектиновых веществ, препятствуя их переходу в диффузионный сок. Таким образом, 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 до поступления в диффузионный аппарат и заблокировать переход высокомолекулярных несахаров из стружки в диффузионный сок, повысив кормовую ценность жома.

Продолжительность обработки стружки паром составляет 20-30 с. Температура стружки после обработки составляет 72°С.

Затем ошпаренная свекловичная стружка поступает в диффузионный аппарат.

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 раствором Al₂(SO₄)₃ с массовой долей 0,10% в количестве 10% к массе стружки при температуре 75°С, затем обрабатывают греющим паром. Далее 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 40 с.

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

Результаты анализа полученного диффузионного сока: чистота 84,8%, массовая доля белков 0,48%.

Полученный сок подвергают дефекосатурационной очистке. Чистота очищенного сока составляет 92,1%, 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 раствором NaH₂PO₄ с массовой долей 0,03% в количестве 5% к массе стружки при температуре 75°С, затем обрабатывают греющим паром. Далее 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 составляет 20 с.

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

Результаты анализа полученного диффузионного сока: чистота 85, 8%, массовая доля белков 0,32%.

Полученный сок подвергают дефекосатурационной очистке. Чистота очищенного сока составляет 93,2%, цветность 14,2 усл.ед.

Пример № 3. 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 раствором NaH₂PO₄ с массовой долей 0,05% в количестве 5% к массе стружки при температуре 75°С, затем обрабатывают греющим паром. Далее 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 составляет 30 с.

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

Результаты анализа полученного диффузионного сока: чистота 86,0%, массовая доля белков 0,27%.

Полученный сок подвергают дефекосатурационной очистке. Чистота очищенного сока составляет 93,3%, цветность 13,8 усл.ед.

Предложенный способ дает возможность снизить переход несахаров из свекловичной стружки в диффузионный сок, что в свою очередь способствует увеличению чистоты диффузионного и очищенного сока, повышению выхода сахара. Снижается коррозия технологического оборудования вследствие замены сульфата алюминия дигидрофосфатом натрия, увеличивается срок службы фильтровальной ткани. Повышается кормовая ценность жома за счет удерживания высокомолекулярных несахаров в обессахаренной стружке (жоме) и обогащения его фосфатами. Оптимальными показателями раствора NaH₂PO₄ для ошпаривания являются массовая доля 0,03-0,05%, расход - 5% к массе стружки, длительность контакта стружки с раствором NaH₂PO₄ 20-30 с и температура 75°С.

Снижение концентрации NaH₂PO₄ менее 0,03% не приносит желаемого результата, а увеличение концентрации выше значения 0,05% экономически нецелесообразно.

Снижение количества реагента менее 5% к массе свеклы не обеспечивает равномерное смачивание поверхности стружки, а увеличение выше 5% к массе свеклы приводит к дополнительному расходу реагента и разбавлению 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 20-30 с. При продолжительности процесса менее 20 с не обеспечивает эффективную подготовку 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 на 43,3-43,8%;

- повысить чистоту диффузионного сока на 1,0-1,2%;

- снизить цветность очищенного сока на 13,4-15,9%;

- повысить чистоту очищенного сока на 1,1-1,2%;

- увеличить срок службы фильтровальной ткани;

- повысить кормовую ценность жома;

- повысить выход сахара на 0,2-0,25%.