способ очистки диффузионного сока
Классы МПК: | C13D3/02 с использованием соединений щелочноземельных металлов C13D3/04 с последующей сатурацией |
Автор(ы): | Решетова Раиса Степановна (RU), Рощенко Елена Александровна (RU), Гаманченко Михаил Анатольевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2006-05-02 публикация патента:
20.06.2008 |
Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает нагревание диффузионного сока до 55-60°С. Затем его смешивают с фильтрационным осадком II сатурации, известью и рециркулируемым в количестве 300-500% к объему диффузионного сока предсатурационным соком, который перед рециркуляцией подвергают пересатурированию до достижения рН 7,0-7,5. Проводят предсатурацию полученной смеси до рН 8,8-9,5, отделяют осадок отстаиванием, осуществляют теплую и горячую дефекацию, I сатурацию, отделяют осадок, II сатурацию и фильтрацию. Изобретение обеспечивает повышение степени удаления несахаров диффузионного сока и улучшение седиментационно-фильтрационных свойств осадка, в частности при переработке свеклы низкого технологического качества. 1 табл.
Формула изобретения
Способ очистки диффузионного сока, предусматривающий его нагревание до 55-60°С, смешивание с фильтрационным осадком II сатурации, известью и рециркулируемым предсатурационным соком, предсатурацию смеси, теплую и горячую дефекацию, I сатурацию, отделение осадка, II сатурацию и фильтрацию, отличающийся тем, что рециркулируют предсатурационный сок в количестве 300-500% к объему диффузионного сока и его перед рециркуляцией подвергают пересатурированию до достижения рН 7,0-7,5, при этом предсатурацию указанной смеси проводят до рН 8,8-9,5 и после предсатурации отделяют осадок отстаиванием.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к сахарной промышленности.
Известен способ очистки диффузионного сока, предусматривающий нагревание диффузионного сока до температуры 85-88°С, предсатурацию с расходом извести 0,5-0,6% СаО к объему сока до рН 8,8-9,5 и рециркуляцией предсатурационного сока, нагревание предсатурационного сока до температуры 85-88°С, отделение осадка отстаиванием, горячую дефекацию с расходом извести 1,5-1,8% СаО к массе свеклы, I и II сатурацию и фильтрацию между ними (Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.:Колос, 1999. - С.260-262).
Недостатком данного способа является то, что нагревание сока до температуры 85-88°С перед введением извести снижает ее растворимость, что приводит к исключению реакции осаждения несахаров диффузионного сока. В результате образуются высокоокрашенные продукты щелочного разложения редуцирующих сахаров и амидов, что ухудшает качество очищенного сока.
Ближайшим аналогом предложенного способа является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий его нагревание до температуры 55-60°С, смешивание с фильтрационным осадком сока I и II сатурации и рециркулируемым предсатурационным соком в количестве 500-700% к массе сока и известью до рН 8,5-9,0, предсатурацию смеси до достижения рН 11,2-11,8, теплую и горячую дефекацию, I сатурацию, отделение осадка, дефекацию, II сатурацию и фильтрацию сока II сатурации (SU 1147754 А, 30.03.1985).
Недостатком указанного способа является то, что перед предсатурацией диффузионный сок смешивают с фильтрационным осадком сока I и II сатурации, при этом с осадком I сатурации вводятся и адсорбированные на нем несахара, тем самым ухудшая качество диффузионного сока. Необоснованно велик расход извести на предсатурацию 1,0-1,5% СаО к массе сока. Проведение предсатурации до достижения рН 11,2-11,8 не обеспечивает образование осадка с низким коэффициентом фильтрации, что требует увеличения количества фильтрационного оборудования и большого количества рециркулируемого сока (500-700% к объему диффузионного сока).
Технический результат изобретения заключается в повышении степени удаления несахаров диффузионного сока на начальном этапе проведения известково-углекислотной очистки и улучшении седиментационно-фильтрационных свойств осадка, что особенно важно при переработке свеклы низкого технологического качества.
Этот результат достигается тем, что в предложенном способе, предусматривающем нагревание диффузионного сока до 55-60°С, смешивание с фильтрационным осадком II сатурации, известью и рециркулируемым предсатурационным соком, предсатурацию смеси, теплую и горячую дефекацию, I сатурацию, отделение осадка, II сатурацию и фильтрацию, рециркулирует предсатурационный сок в количестве 300-500% к объему диффузионного сока и его перед рециркуляцией подвергают пересатурированию до достижения рН 7,0-7,5, при этом предсатурацию указанной смеси проводят до рН 8,8-9,5 и после предсатурации отделяют осадок отстаиванием.
Способ осуществляют следующим образом.
Диффузионный сок нагревают до температуры 55-60°С, его смешивают с фильтрационным осадком II сатурации, рециркулируемым пересатурированным до рН 7,0-7,5 предсатурационным соком в количестве 300-500% к объему диффузионного сока и известью в количестве 0,25-0,45% СаО к массе сока и проводят предсатурацию указанной смеси до достижения рН 8,8-9,5. Проведение процесса предсатурации до указанного рН и при температуре 55-60°С обеспечивает большую растворимость извести, что приводит к достаточно полному осаждению веществ коллоидной степени дисперсности и снижению цветности сока, при этом образуется осадок, имеющий хорошие седиментационные и фильтрационные свойства.
При пересатурировании рециркулируемого предсатурационного сока до рН 7,0-7,5 образовавшийся при предсатурационной обработке карбонат кальция переходит в гидрокарбонат кальция, который в растворе диссоциирует на Са2+ и НСО3 - (Решетова Р.С. Разработка эффективных режимов предварительной обработки диффузионного сока. Автореферат дис. канд. техн. наук. - М., 1985. - 26 с).
При смешивании диффузионного сока с пересатурированным предсатурационным соком двухзарядный ион кальция вступает в реакции осаждения малорастворимых солей в отсутствии иона гидроксила, что приводит к более полному осаждению несахаров и способствует образованию натуральной щелочности, играющей положительную роль при дальнейших операциях:
Са(HCO3 )2+К2А (2-) СаА(2-) +2КНСО3.
Осадок II сатурации имеет нулевой или слабоположительный заряд. (Хомичак Л.М., Решетова Р.С, Даишев М.И. Электрохимические характеристики карбоната кальция при сатурировании // Известия вузов. Пищевая технология. - 1985. - №1. - С.31-33).
При смешивании с пересатурированным до рН 7,0-7,5 предсатурационным соком его заряд повышается за счет присутствия в соке двухзарядных ионов кальция, что повышает его адсорбционную способность. Это способствует более полному удалению несахаров, а также формированию осадка с хорошими фильтрационно-седиментационными свойствами.
Предсатурационный сок отстаивают для отделения осадка, что позволяет существенно повысить эффект очистки и снизить расход извести. Декантат подвергают теплой основной дефекации с расходом извести 0,8-1,0% СаО к массе сока, нагревают до температуры 87°С и проводят горячую дефекацию. Далее дефекованный сок подают на I сатурацию, отделяют осадок. Сок I сатурации нагревают до температуры 95°С, проводят дефекацию перед II сатурацией с расходом извести 0,25-0,30% СаО к массе свеклы, II сатурацию и сок II сатурации фильтруют.
Пример 1. Процесс очистки диффузионного сока проводят по известному способу. Диффузионный сок нагревают до температуры 57°С, смешивают с фильтрационным осадком I и II сатурации до рН 8,8 и с предсатурационным соком в количестве 600% к массе сока, добавляют известковое молоко в количестве 1,4% СаО к массе сока и проводят предсатурацию до рН 11,5. Затем в предсатурационный сок добавляют 0,6% СаО к массе сока, проводят теплую дефекацию в течение 12 минут, нагревают до температуры 87°С и проводят горячую дефекацию в течение 10 минут. Дефекованный сок подвергают I сатурации, фильтруют, нагревают до температуры 95°С, добавляют 0,6% СаО к массе сока и проводят дополнительную дефекацию в течение 5 минут. После этого сок подвергают II сатурации и фильтрации.
Пример 2. Проводят очистку диффузионного сока по предложенному способу. Диффузионный сок смешивают с рециркулируемым в количестве 300% к объему диффузионного сока пересатурированным до рН 7,0 предсатурационным соком, смешанным с осадком II сатурации, и добавляют известковое молоко в количестве 0,25% СаО к массе сока. Смесь нагревают до температуры 55°С и подвергают предсатурации до достижения рН 8,8. Затем отделяют осадок отстаиванием. В декантат добавляют 0,8% СаО и проводят теплую дефекацию в течение 15 минут. Затем сок нагревают до температуры 87°С и проводят горячую основную дефекацию в течение 7 минут. Дефекованный сок подвергают I сатурации, фильтруют, нагревают до температуры 95°С, добавляют 0,25% СаО и проводят дополнительную дефекацию в течение 5 минут. После этого сок подвергают II сатурации и фильтрации.
Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 2. Диффузионный сок смешивают с пересатурированным до рН 7,2 предсатурационным соком в количестве 400% к объему диффузионного сока, предварительно смешанного с осадком II сатурации, и добавляют известковое молоко в количестве 0,35% СаО к массе сока. Эту смесь нагревают до температуры 60°С и подвергают предсатурации до рН 9,0. Предсатурационный сок отстаивают и проводят теплую дефекацию с расходом 0,9% СаО в течение 15 минут. Затем сок нагревают до температуры 87°С, подвергают горячей дефекации в течение 7 минут, проводят I сатурацию и фильтруют. Фильтрат нагревают до температуры 95°С, проводят дополнительную дефекацию с расходом 0,3% СаО в течение 5 минут, затем II сатурацию и фильтрацию.
Пример 4. Способ осуществляют аналогично примерам 2,3. Диффузионный сок смешивают с пересатурированным до рН 7,4 предсатурационным соком в количестве 500% к объему диффузионного сока, предварительно смешанным с осадком II сатурации, и добавляют 0,45% СаО к массе сока. Затем смесь нагревают до температуры 58°С, проводят предсатурацию при рН 9,2 и отделяют осадок отстаиванием. Декантат подвергают теплой дефекации с расходом извести в количестве 1,0% СаО в течение 15 минут, нагревают до температуры 87°С и проводят горячую дефекацию в течение 7 минут. Дефекованный сок подвергают I сатурации, фильтруют, нагревают до температуры 95°С, добавляют 0,27% СаО и проводят дополнительную дефекацию в течение 5 минут. Затем II сатурацию и фильтрацию.
Пример 5. Способ осуществляют аналогично примерам 2, 3, 4. Диффузионный сок смешивают с пересатурированным до рН 7,5 предсатурационным соком в количестве 400% к объему диффузионного сока, предварительно смешанного с осадком II сатурации, и добавляют известковое молоко в количестве 0,45% СаО к массе сока. Смесь нагревают до температуры 55°С, проводят предсатурацию до рН 9,5 и отделяют осадок отстаиванием. В сок добавляют 0,85% СаО и выдерживают в течение 15 минут, затем нагревают до температуры 87°С, проводят горячую дефекацию в течение 7 минут, I сатурацию и фильтрацию. Сок I сатурации нагревают до температуры 95°С, добавляют 0,28% СаО, проводят дополнительную дефекацию в течение 5 минут, II сатурацию и фильтрацию.
Показатели соков, очищенных согласно примерам 1-5, представлены в таблице.
Таблица - Качественные показатели соков | ||||||
№ п.п | Качественные показатели | По известному способу пример 1 | По предложенному способу | |||
Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Диффузионного сока | ||||||
1 | Содержание коллоидов, К, на 100 частей сухих веществ | 5,84 | 5,84 | 5,84 | 5,84 | 5,84 |
2 | Содержание редуцирующих веществ, на 100 частей сухих веществ | 0,87 | 0,87 | 0,87 | 0,87 | 0,87 |
3 | Чистота, % | 82,7 | 82,7 | 82,7 | 82,7 | 82,7 |
Предсатурационного сока | ||||||
1 | Скорость отстаивания, S 5, см/мин | 3,0 | 4,7 | 4,5 | 4,1 | 4,0 |
2 | Фильтрационный коэффициент, Fк, с/см2 | 6,2 | 4,0 | 4,4 | 4,7 | 4,9 |
Очищенного сока | ||||||
1 | Содержание коллоидов, К, на 100 частей сухих веществ | 2,92 | 1,96 | 2,04 | 2,1 | 2,13 |
Продолжение таблицы | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
2 | Содержание редуцирующих веществ, на 100 частей сухих веществ | 0,22 | 0,095 | 0,09 | 0,12 | 0,14 |
3 | Цветность усл.ед. | 25,05 | 17,75 | 17,54 | 17,7 | 17,82 |
4 | Чистота, % | 86,70 | 87,9 | 88,0 | 87,82 | 87,76 |
5 | Эффект очистки, % | 26,67 | 34,2 | 34,81 | 33,7 | 33,32 |
Из данных таблицы видно, что использование предлагаемого способа очистки диффузионного сока по сравнению с известным дает возможность улучшить седиментационно-фильтрационные свойства предсатурационного осадка, снизить цветность очищенного сока и повысить его чистоту на 1,06-1,3, а также уменьшить расход извести на очистку.
Класс C13D3/02 с использованием соединений щелочноземельных металлов
Класс C13D3/04 с последующей сатурацией