способ подготовки питательной воды для экстракции сахарозы из свекловичной стружки

Формула изобретения

Способ подготовки питательной воды для экстракции сахарозы из свекловичной стружки, предусматривающий подщелачивание аммиачной воды гидроксидом кальция до рН 10,5-11,0, деаммонизацию, смешивание деаммонизированной воды с жомопрессовой и барометрической водой, сатурирование смеси, отличающийся тем, что перед смешиванием в барометрическую воду добавляют 0,05-0,3% к общей массе воды сульфат кальция, затем смесь нагревают до температуры 80-85°С и сатурирование воды проводят до рН 5,5-6,4.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарной промышленности.

Известен способ подготовки питательной воды для экстракции сахарозы из свекловичной стружки, предусматривающий подщелачивание смеси аммиачной и барометрической воды с использованием известкового молока в количестве 0,23-0,27% СаО, деаммонизацию смеси воздухом и сатурацию ее до рН 9,5-9,7 с образованием карбоната кальция. Отсатурированную воду смешивают с жомопрессовой водой до достижения рН питательной воды 7,8-8,1 и выдерживают в течение 6-10 минут. Затем из воды удаляют осадок и ее сульфитируют (RU 2135587, С 13 D 1/10, 27.08.99).

Недостатком этого способа является то, что он сложен в исполнении и обслуживании, достаточно затратный по вспомогательным материалам, при этом качество питательной воды невысокое, так как она содержит продукты окисления кислородом воздуха, которые при экстракции переходят в диффузионный сок и ухудшают его качество.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ подготовки питательной воды для экстракции сахарозы из свекловичной стружки, предусматривающий подщелачивание аммиачной воды гидроксидом кальция, деаммонизацию воды путем ее самоиспарения под разрежением 0,06-0,05 МПа в деаммонизаторе, соединенном с системой разрежения вакуум-фильтров при температуре 80-85°С, смешивание после деаммонизации щелочной воды с рН 10,5-11,0 с механически очищенной жомопрессовой водой для осаждения части несахаров последней и барометрической водой. Далее полученную смесь сатурируют до рН 6,5-6,8, что приводит к образованию в воде гидрокарбоната кальция, который поддерживает в нерастворимом состоянии протопектин клеточных стенок свекловичной стружки в процессе эксракции (В.О.Городецкий, Ю.И.Молотилин и др. Деаммонизация избыточных аммиачных конденсатов. Известия ВУЗОВ. Пищевая технология №4, 1990, с.42-44).

Недостатком данного способа является невысокая степень осаждения несахаров жомопрессовой воды, так как основная часть извести затрачивается на деаммонизацию аммиачной воды, что снижает количество образующегося при пересатурировании гидрокарбоната кальция, проводящего реакции осаждения несахаров. рН питательной воды 6,5-6,8 выше, чем рН клеточного сока, что приводит к снижению реологических качеств свекловичной стружки и соответственно к увеличению потерь сахара с обессахаренной стружкой. Отсутствие сульфитации повышает цветность питательной воды и обсемененность ее микроорганизмами.

Технический результат изобретения заключается в повышении степени очистки питательной воды от несахаров и, таким образом, улучшении качества диффузионного сока.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе подготовки питательной воды для экстракции сахарозы из свекловичной стружки, предусматривающем подщелачивание аммиачной воды гидроксидом кальция до рН 10,5-11,0, деаммонизацию воды путем самоиспарения под разрежением, смешивание обезаммиаченной, жомопрессовой и барометрической воды, сатурирование смеси, дополнительно для повышения качества питательной воды в барометрическую воду до смешивания с обезаммиаченной и жомопрессовой водой добавляют сульфат кальция в количестве 0,05-0,3% к общей массе воды, затем смесь нагревают до температуры 80-85°С и сатурирование воды проводят до рН 5,5-6,4. Осадок, образовавшийся при известково-углекислотной обработке воды, подается вместе с питательной водой на диффузию, тем самым повышая реологические свойства обессахаренной стружки и упрощая схему подготовки питательной воды за счет исключения фильтрации осадка.

Способ заключается в следующем. Аммиачная вода подщелачивается гидроксидом кальция до рН 10,5-11,5 и подвергается самоиспарению под разрежением конденсатора вакуум-фильтров.

Далее обезаммиаченную известкованную воду смешивают с жомопрессовой водой и барометрической водой, предварительно обработанной сульфатом кальция в количестве 0,05-0,3% к общей массе воды. Ионы кальция, входящие как в состав гидроксида кальция, так и в состав гипса, вступают во взаимодействие с несахарами жомопрессовой воды, в первую очередь с высокомолекулярными соединениями, образуя нерастворимые соединения. Освобождающиеся анионы серной кислоты, входящие в состав сульфата кальция, имеют согласно ряду Гофмейстера высокое высаливающее действие, поэтому также образуют нерастворимые соединения сульфат-ионов с низкомолекулярными несахарами. Помимо этого сульфат-ионы обладают дезинфицирующим свойством, за счет чего повышается качество питательной воды. Это позволяет не проводить процесс сульфитации питательной воды, основной целью которой является дезинфекция, тем самым сокращаются операции и дополнительные средства в процессе подготовки питательной воды.

Полученную смесь нагревают до 80-85°С, что обеспечивает необходимую степень стерилизации воды и коагуляцию белков, подвергают сатурированию до рН 5,5-6,4. При сатурировании смеси до рН 5,5-6,4 происходит снижение щелочности, а также доосаждение высокомолекулярных соединений за счет образования бикарбоната кальция, обладающего осаждающим действием. Значение рН питательной воды более 6,4 ведет к увеличению накопления пектиновых и редуцирующих веществ, менее 5,5 - к кислотному гидролизу сахарозы.

Подготовленную питательную воду используют для экстракции сахарозы из сахарной свеклы.

При экстрагировании сахарозы из свекловичной стружки с использованием для подготовки питательной воды сульфат кальция происходит одновременное связывание и осаждение части белково-пектинового комплекса непосредственно в свекловичной клетке, что способствует повышению чистоты получаемого диффузионного сока, а следовательно, и повышению выхода сахара.

Эффективность предлагаемого способа подтверждают лабораторные исследования.

Пример 1. Процесс проводят по известному способу. Аммиачную воду обрабатывают гидроксидом кальция до рН 11,0 и удаляют значительную часть аммиака в деаммонизаторе. Затем смешивают щелочной деаммонизированный конденсат с механически очищенной жомопрессовой водой и барометрической водой до необходимого количества. Полученная смесь сатурируется до рН 6,7 и используется для экстракции сахарозы.

Пример 2. По предлагаемому способу обрабатывают аммиачную воду гидроксидом кальция до рН 11,0 и подвергают ее самоиспарению под разрежением конденсатора вакуум-фильтров. После этого обезаммиаченная известкованная вода смешивается с освобожденной от пульпы жомопрессовой водой и барометрической водой, предварительно обработанной 0,05% сульфата кальция к общей массе воды. Смесь нагревают до температуры 80°С и подвергают сатурированию до рН 5,6. Подготовленную питательную воду используют для экстракции сахарозы.

Пример 3. Способ осуществляется аналогично примеру 2. Обрабатывают аммиачную воду гидроксидом кальция до рН 11,0, подвергают ее самоиспарению под разрежением конденсатора вакуум-фильтров, смешивают с жомопрессовой водой и барометрической водой, предварительно обработанной 0,1% сульфата кальция к общей массе воды. Смесь нагревают до температуры 85°С и подвергают сатурированию до рН 5,8. Подготовленную питательную воду используют для экстракции сахарозы.

Пример 4. Способ осуществляется аналогично примеру 2, 3. Аммиачную воду обрабатывают гидроксидом кальция до рН 11,0. Затем подвергают известкованную аммиачную воду самоиспарению под разрежением вакуум-фильтров, смешивают обезаммиаченную воду с жомопрессовой водой и барометрической водой, предварительно обработанной 0,2% сульфата кальция к общей массе воды. Полученную смесь нагревают до температуры 83°С и сатурируют до рН 6,0. Подготовленную питательную воду используют для экстракции сахарозы из свекловичной стружки.

Пример 5. Способ осуществляется аналогично примеру 2, 3, 4. Обрабатывают аммиачную воду известковым молоком до рН 11,0, подвергают ее самоиспарению, смешивают с жомопрессовой водой и барометрической водой, предварительно обработанной 0,3% сульфата кальция к общей массе воды. Смесь нагревают до температуры 85°С и подвергают сатурированию до рН 6,4. Подготовленную питательную воду используют для экстракции сахарозы.

Результаты анализов питательной воды и диффузионного сока, полученные в примерах 1-5, приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что использование предложенного способа по сравнению с известным дает возможность улучшить качество питательной воды (чистота питательной воды повышается на 3,6-7,4%), повысить чистоту диффузионного сока на 0,3-0,8%, а за счет этого, в итоге, увеличить выход готовой продукции. Наилучшие показатели достигаются при обработке стружки водой, содержащей гипс в количестве 0,1% к массе воды. При обработке стружки водой, содержащей большее количество гипса (0,2-0,3%), лишь незначительно повышаются качественные показатели воды и чистота диффузионного сока. При обработке стружки водой, содержащей сульфат кальция в количестве менее 0,05% к массе воды, качественные показатели питательной воды и диффузионного сока существенно снижаются.