способ очистки диффузионного сока

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА, предусматривающий приготовление известкового молока путем гашения извести водой, гидродинамическую кавитационную активацию известкового молока и введение его в диффузионный сок, отличающийся тем, что, с целью повышения доброкачественности очищенного сока, в известковое молоко после активации вводят сахар до содержания сухих веществ 0,7 - 3,7%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии сахарного производства.

Известен способ очистки диффузионного сока, предусматривающий приготовление известкового молока путем гашения извести водой с добавкой, введение известкового молока в диффузионный сок и сатурацию [1]. Введение добавок в процессе гашения извести способствует повышению растворимости извести за счет увеличения дисперсности частиц.

Недостатком этого способа является трудность точного дозирования добавок в заводских условиях. От точности дозирования зависит эффективность очистки.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий приготовление известкового молока путем гашения извести водой, гидродинамическую кавитационную активацию известкового молока и введение его в диффузионный сок [2].

Недостатком способа является то, что частицы извести после активации являются недостаточно устойчивыми и слипаются, что приводит к снижению растворимости извести и тем самым к ухудшению очистки диффузионного сока и уменьшению его доброкачественности.

Цель изобретения заключается в повышении доброкачественности очищенного сока.

Для достижения этой цели в предложенном способе очистки диффузионного сока, предусматривающем приготовление известкового молока путем гашения извести водой, гидродинамическую кавитационную активацию известкового молока и введение его в диффузионный сок, в известковое молоко после активации вводят сахар для содержания сухих веществ 0,7-3,7%.

Способ очистки диффузионного сока заключается в следующем.

Приготавливают суспензию известкового молока плотностью 1,15-1,17 г/см³ путем гашения оксида кальция водой, пропускают через активатор известкового молока и проводят гидродинамическую кавитационную активацию, после чего в суспензию вводят сахар до содержания СВ 0,7-3,7%. Полученную таким образом "подслащенную" суспензию известкового молока используют на очистку диффузионного сока по типовой технологической схеме.

В диффузионный сок с температурой 40^оС в течение 10-15 мин вводят "подслащенную" суспензию так, что рН сока постепенно повышается до оптимального значения 11,0. Затем в присутствии 2,0-2,2% СаО осуществляют холодную дефекацию в течение 20 мин, а после нагревания до 85-87^оС - горячую в течение 10 мин. После чего дефекованный сок сатурируют до рН 11,0 и фильтруют. В фильтрат добавляют 0,2-0,3 СаО, нагревают до 90^оС, проводят дефекацию перед II сатурацией в течение 2-4 мин, затем сатурируют до рН 9,0-9,5.

При пропускании суспензии известкового молока через активатор дисперсность частиц возрастает, а с ней активность суспензии и концентрация растворенного Са(ОН)₂. Это положительный момент. Но одновременно повышается энергетический уровень частиц, которые после снятия гидродинамического возведения еще ускореннее слипаются, что может свести на нет достигнутый положительный эффект в сравнительно короткое время.

Известно, что частицы извести удерживают вокруг себя сферу воды. Вода в данном случае играет роль смазки и в какой-то степени препятствует слипанию частиц. И чем выше дисперсность, а следовательно, и суммарная поверхность частиц, тем больше количество воды удерживается на поверхности, тем больше растворено извести.

Для повышения устойчивости частиц к слипанию при неизменной дисперсности необходимо увеличить толщину их диффузных слоев. Сахароза своим присутствием в диффузионном слое как раз утолщает диффузный слой воды тем, что молекула сахарозы вследствие гидратации с водой удерживает на себе дополнительно 4-5 молекул воды (по некоторым данным до 8-12 молекул). Проникая в диффузионный слой частиц, сахароза присовокупляет к диффузному слою воды и те молекулы воды, с которыми она гидратационно связана. От такого присутствия баланс воды в диффузном слое возрастает, а с ним растет устойчивость частиц к слипанию.

Присутствие сахарозы в известковом молоке в количестве 0,7-3,7% сухих веществ стабилизирует мелкие частицы, образовавшиеся после диспергации на активаторе. Достигнутая повышенная удельная поверхность твердой фазы после активации фиксируется сахарозой, которая в указанном количестве проявляет новые свойства стабилизировать мелкие частицы извести и тем упреждать природную склонность частиц к слипанию. Но сахароза проявляет свои новые свойства стабилизировать суспендированные частицы, только находясь в системе в определенном количестве (от 0,7 до 3,7% к массе суспензии). Казалось бы, чем большее количество молекул сахарозы проникнет в диффузный слой частицы Са(ОН)₂, тем частица стабильнее и будет менее склонна к слипанию, так как частица связывает большее количество воды, доставленной в диффузный слой молекулами сахарозы. Но тут сахароза проявляет уже известные свойства - с увеличением концентрации более 3,7% усиливать, ускорять связывание частиц путем образования сахарозой слаборастворимого трисахарата, который окорковывает частицы. При этом снижается концентрация Са(ОН)₂ в растворе.

Если вводить известковое молоко, прошедшее через активатор и получившее более высокую дисперсность частиц, сразу в диффузионный сок с содержанием сахарозы 10-13%, то эффект от активации резко понижается как результат уже известных свойств сахарозы окорковывать частицы извести.

Если в известковое молоко, прошедшее через активатор и получившее более высокую дисперсность частиц, перед вводом в диффузионный сок ввести сахар в количестве 0,7-3,7%, то эффект от активации сохраняется гораздо дольше и на высоком дисперсном уровне.

П р и м е р 1. Известный способ.

Диффузионный сок очищают по типовой схеме с использованием активированного известкового молока.

В диффузионный сок с температурой 40^оС добавляют 0,5% суспензии СаСО₃ и в течение 12 мин вводят порциально известковое молоко так, что рН сока постепенно повышается до оптимального значения 11,2. Затем в преддефекованный сок при перемешивании добавляют 2,2% СаО для осуществления в течение 20 мин холодной дефекации, а после нагревания до 86^оС - горячей дефекации в течение 10 мин. После этого дефекованный сок сатурируют до рН 11,0 и фильтруют. В фильтрат добавляют 0,25% СаО того же активированного известкового молока, нагревают до 90^оС, проводят дефекацию перед II сатурацией в течение 3 мин, затем сатурируют до рН 9,3 и фильтруют.

В фильтрате определяют доброкачественность (чистоту) сока и содержание солей кальция.

П р и м е р 2. Предложенный способ.

Диффузионный сок очищают по типовой схеме с использованием "подслащенного" активированного известкового молока. Подслащиванием достигалось введением в известковое молоко после его активации сахара до содержания сухих веществ 2,2%.

Способ осуществляют, как в примере 1, используя вместо активированного известкового молока "подслащенное".

Проведенные опыты по очистке диффузионного сока с использованием "подслащенного" известкового молока показали преимущества перед использованием активированного молока.

По первому варианту до очищенного сока 89,1%, а по второму - 89,8%. Соки кальция в очищенном соке по первому варианту 0,94 г на 100 г СВ, а по второму - 0,86 г на 100 г СВ. Таким образом, доброкачественность очищенного сока повышается на 0,8%, а содержание солей кальция снижается на 7,4%.

П р и м е р 3. Берут 3 л диффузионного сока (Д_б = 85,7%) и разделяют на две равные порции из расчета проведения очистки по двум вариантам - известному способу и предложенному.

По первому варианту очищают диффузионный сок по типовой технологической схеме с использованием активированного известкового молока, как в примере 1.

По второму варианту очищают диффузионный сок также по типовой технологической схеме, как в примере 1, но с использованием уже "подслащенного" после активации известкового молока. Подслащивание достигалось введением в известковое молоко сахара до содержания сухих веществ 0,7%.

По первому варианту доброкачественность очищенного сока составляет 88,9%, а по второму - 89,6%. Содержание солей кальция в очищенном соке составляет по первому варианту 0,90 г на 100 г СВ, а по второму - 0,84 г на 100 г СВ. Доброкачественность очищенного сока по предложенному способу выше на 0,7%, а содержание солей кальция ниже на 7,0%.

П р и м е р 4. Берут 3 л диффузионного сока (Д_б = 85,7%) и разделяют на две равные части из расчета проведения очистки по двум вариантам.

По первому варианту очищают диффузионный сок по типовой технологической схеме с использованием активированного известкового молока, как в примере 1.

По второму варианту очищают диффузионный сок также по типовой технологической схеме, как в примере 1, но с использованием уже "подслащенного" после активации известкового молока. Подслащивание осуществляют введением в известковое молоко сахара до содержания сухих веществ 3,7%.

По первому варианту доброкачественность очищенного сока составляет 89,0%, а по второму - 89,6%. Содержание солей кальция в очищенном соке составляет по первому варианту 0,93 г на 100 г СВ, а по второму - 0,85 г на 100 г СВ. Доброкачественность очищенного сока по предложенному способу выше на 0,6%, а содержание солей кальция ниже на 7,1%.

П р и м е р 5. Берут 3 л диффузионного сока (Дб = 85,7%) и разделяют на две равные части из расчета проведения очистки по двум вариантам.

По первому варианту очищают диффузионный сок по типовой технологической схеме с использованием активированного известкового молока, как в примере 1.

По второму варианту очищают диффузионный сок также по типовой технологической схеме, как в примере 1, но с использованием "подслащенного" после активации известкового молока. Подслащивание осуществляют введением в известковое молоко сахара до содержания сухих веществ 0,6%.

По первому варианту доброкачественность очищенного сока составляет 89,1% , а по второму - 89,4%. Содержание солей кальция в очищенном соке составляет по первому варианту 0,93 г на 100 г СВ, а по второму - 0,89 г на 100 г СВ. Доброкачественность очищенного сока по предлагаемому способу выше на 0,3%, а содержание солей кальция ниже на 3,3%.

П р и м е р 6. Берут 3 л диффуззионного сока (Дб = 85,7%) и разделяют на две равные части из расчета проведения очистки по двум вариантам.

По первому варианту очищают диффузионный сок по типовой технологической схеме с использованием активированного известкового молока, как в примере 1.

По второму варианту очищают диффузионный сок также по типовой технологической схеме, как в примере 1, но с использованием уже "подслащенного" после активации известкового молока. Подслащивание осуществляют введением в известковое молоко сахара до содержания сухих веществ 3,8%.

По первому варианту доброкачественность очищенного сока составляет 89,2%, а по второму - 89,6%. Содержание солей кальция в очищенном соке составляет по первому варианту - 0,92 г на 100 г СВ, а по второму - 0,88 г на 100 г СВ. Доброкачественность очищенного сока по предложенному способу выше на 0,4%, а содержание солей кальция ниже на 3,5%.

Как видно из примеров, за пределами интервала содержания СВ 0,7-3,7% доброкачественность очищенного сока и содержание солей кальция в нем изменяются незначительно (примеры 5 и 6, где Дб очищенного сока повышается всего на 0,3% и 0,4%, а содержание солей кальция снижается соответственно лишь на 3,3% и 3,5%).

Наибольшее увеличение доброкачественности очищенного сока и снижение содержания солей кальция в нем наблюдается в интервале содержания сухих веществ в известковом молоке от 0,7 до 3,7% (примеры 2,3,4, где Дб повышается на 0,6-0,8% , а содержание солей кальция снижается на 7,7-8,4%). За указанными пределами предложенный способ становится малоэффективным.

Использование предложенного способа очистки диффузионного сока позволяет увеличить выход сахара на 0,03-0,4% к массе свеклы.