способ получения известкового молока для очистки сахарсодержащих растворов

Формула изобретения

Способ получения известкового молока для очистки сахарсодержащих растворов, предусматривающий приготовление раствора электролита соли NaCl, введение его в воду и гашение извести этой водой, отличающийся тем, что соль NaCl при приготовлении раствора используют в количестве 0,0050 - 0,0098% к массе извести и воду с электролитом подают в диафрагменный электролизер с нерастворимыми электродами для достижения в его прианодной камере рН воды 6,0 - 7,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к способам получения известкового молока для очистки сахарсодержащих растворов.

Известен способ получения известкового молока для очистки сахарсодержащих растворов, предусматривающий приготовление раствора электролита соли NaCl, введение его в воду и гашение извести этой водой (SU 1708851 А1).

Недостатком данного способа является недостаточно высокое повышение растворимости и активности извести известкового молока, а также низкая скорость гашения извести. При применении известкового молока, приготовленного по известному способу, не обеспечивается достаточного повышения чистоты и снижения цветности очищенного сахарсодержащего раствора.

Техническим результатом изобретения является улучшение физико-химических показателей известкового молока, а именно увеличение растворимости, активности и скорости гашения извести, и повышение качества очищенного сахарсодержащего раствора - снижение его цветности и увеличение чистоты.

Технический результат достигается тем, что в способе получения известкового молока для очистки сахарсодержащих растворов, предусматривающем приготовление раствора электролита соли NaCl, введение его в воду и гашение извести этой водой, новым является то, что соль NaCl при приготовлении раствора используют в количестве 0,0050-0,0098% к массе извести и воду с электролитом подают в диафрагменный электролизер с нерастворимыми электродами для достижения в его прианодной камере рН воды 6,0-7,5.

Способ осуществляют следующим образом. Растворяют NaCl в воде в количестве 0,0050-0,0098% к массе извести и обрабатывают полученный раствор в диафрагменном электролизере с нерастворимыми электродами при постоянном напряжении 220 В до достижения рН раствора в прианодной камере электролизера 6,0-7,5 (время обработки 1 дм³ воды 70-210 сек). После проведенной таким образом электрохимической активации из прианодной камеры электролизера отбирают раствор и гасят им известь. Полученное известковое молоко используют для очистки сахарсодержащих растворов.

Выбор количества NaCl для растворения в воде перед обработкой в электролизере обусловлен тем, что указанное количество (0,0050-0,0098% к массе извести) обеспечивает получение раствора в прианодной камере со значением рН 6,0-7,5. Если растворять в воде NaCl менее 0,0050%, то после обработки в диафрагменном электолизере получают воду, рН которой более 7,5. Растворять в воде NaCl более 0,0098% нецелесообразно ввиду опасности излишнего загрязнения ионами натрия очищаемых сахарсодержащих растворов.

При обработке водных растворов в диафрагменном электролизере происходят изменения состава раствора. Эти изменения обусловлены перемещением ионов под действием электрического поля: в зоне катода (отрицательного электрода) накапливаются положительно заряженные ионы (Na⁺, Н⁺), а в зоне анода (положительного электрода) накапливаются отрицательно заряженные ионы (С1^-, ОН^-). Поскольку для любого водного раствора соблюдается принцип электронейтральности, то для раствора в зоне катода (в прикатодной камере) справедливо равенство:

[Na⁺]+[H⁺]=[OH^-], (1)

а для раствора в зоне анода (в прианодной камере) справедливо равенство:

[Cl^-]+[OH^-]=[H⁺], (2)

где [Na⁺], [H⁺], [C1^-], [ОН^-] - равновесные концентрации соответствующих ионов в растворе.

Из равенств (1) и (2) видно, что в прикатодной камере рН раствора увеличивается, а в прианодной уменьшается. В результате достаточной по времени обработки (на обработку 1 дм³ раствора достаточно 70-210 сек) в прианодной камере получается раствор со значением рН 6,0-7,5.

Вязкость электроактивированной воды меньше вязкости обычной воды, что вызывает повышение скорости гашения извести (из-за увеличения скорости диффузии ионов Са²⁺ и ОН^- в глубь раствора). Дело в том, что процесс гашения извести заключается в растворении кристаллов СаО и последующей кристаллизации из образующегося пересыщенного раствора новообразования - кристаллов Са(ОН)₂:

.

Скорость процесса гидратации во многом зависит от скорости отвода продуктов реакции (ионов Са²⁺ и ОН^-) из зоны реакции. Эта скорость тем больше, чем больше скорость диффузии ионов в растворе. А скорость диффузии, в свою очередь, зависит от вязкости раствора. Чем меньше вязкость, тем больше скорость диффузии и тем больше скорость гашения.

Кроме того, электрохимически активированная вода обладает повышенной способностью растворять вещества, вызывать электролитическую диссоциацию. При электрохимической активации в диафрагменном электролизере энергия расходуется не только на перемещение ионов и на выделение тепла вследствие омических потерь, но может частично локализоваться в приэлектродной зоне, вызывая структурные превращения, определяющие пребывание раствора некоторое время после электролиза в метастабильном состоянии. Существование неустойчивых химически активных веществ после активации определяет повышенную реакционную способность раствора.

Пример осуществления предлагаемого способа приведен ниже.

Пример. Готовят известковое молоко. Для этого 0,013 г NaCl растворяют в 1 дм³ воды (взятые количества NaCl и воды соответствуют 0,0050% NaCl к массе извести). Помещают полученный раствор в диафрагменный электролизер с нерастворимыми электродами и обрабатывают до рН раствора в прианодной камере электролизера 6,0 (на обработку было затрачено 80 сек). После электрообработки из прианодной камеры электролизера отбирают 200 см³ раствора и гасят им 50 г извести. Полученное известковое молоко используют для очистки диффузионного сока. Очистку проводят по традиционной схеме, включающей преддефекацию, основную дефекацию, I сатурацию, фильтрование, II сатурацию и фильтрование. В очищенном соке определяют массовую долю сухих веществ (СВ), чистоту (Ч) и цветность (D). Получают, что СВ=13,1%, Ч=91,5%, D=0,488 ед.

В таблице приведены экспериментальные данные для других значений рН раствора в прианодной камере и для других массовых долей NaCl. Известковое молоко приготовлялось по известному и предлагаемому способам. Измерялись активность, растворимость, скорость гашения извести, а также чистота и цветность очищенного сахарсодержащего раствора. Для очистки сахарсодержащего раствора использовалось известковое молоко, приготовленное по известному и предлагаемому способам. Из приведенных в таблице экспериментальных данных видно, что предлагаемый способ обеспечивает улучшение показателей известкового молока и очищенного сахарсодержащего раствора по сравнению с известным способом. Выход за пределы значений рН активированной воды, указанные в формуле, приводит к ухудшению показателей известкового молока и очищенного сахарсодержащего раствора.

Применение предлагаемого способа получения известкового молока позволяет увеличить растворимость извести на 0,008-0,015 ед., активность извести известкового молока на 0,6-1,3 ед., уменьшить продолжительность гашения извести на 2,2-2,5 мин по сравнению с известным способом. Очистка сахарсодержащего раствора при использовании известкового молока, приготовленного по предлагаемому способу, приводит к уменьшению цветности очищенного сахарсодержащего раствора на 0,030-0,055 ед. Чистота очищенного сахарсодержащего раствора увеличивается на 1,6-1,9 ед.