способ диффузионно-прессового извлечения сахарозы из свекловичной стружки

Формула изобретения

Способ диффузионно-прессового извлечения сахарозы из свекловичной стружки, предусматривающий экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки противоточной диффузией с последующим прессованием обессахаренной свекловичной стружки и возвратом получаемой от прессования воды на диффузию, отличающийся тем, что экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки противоточной диффузией ограничивают остаточным содержанием сахарозы в обессахаренной свекловичной стружке, равным 2,0-2,5% к массе свекловичной стружки, путем снижения отбора диффузионного сока до 105-110% к массе свекловичной стружки, позволяющим осуществить дополнительное извлечение сахарозы из обессахаренной свекловичной стружки прессованием до содержания сухих веществ 22-26% и до остаточного содержания сахарозы в обессахаренной прессованием свекловичной стружке 1,0-1,5%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно, к извлечению сахарозы из свекловичной стружки с получением диффузионного сока.

Известен диффузионный способ извлечения сахарозы, содержащейся в свекловичном соке, в котором корнеплоды свеклы изрезают в стружку с последующей противоточной обработкой ее горячей водой. При этом почти вся сахароза и часть растворенных несахаров свекловичного сока переходят в воду (диффундируют), в результате чего содержание их в свекловичной стружке снижается, а в воде (экстрагенте) - увеличивается. Диффузия растворенной сахарозы и несахаров из свекловичного (клеточного) сока происходит под влиянием градиента концентрации, который поддерживается в результате противотока на протяжении всего процесса (1. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. М.: Колос, 1998. - с.78-119).

Диффузионный способ извлечения сахарозы осуществляется в аппаратах непрерывного действия различных конструкций - наклонных, колонных и ротационных. Процесс диффузионного обессахаривания свекловичной стружки завершается получением диффузионного сока с чистотой, как правило, превышающей чистоту свекловичного (клеточного) сока, и свежего жома (обессахаренной свекловичной стружки) с остаточным содержанием сахарозы, не превышающим регламентируемых потерь сахарозы с жомом.

Наиболее близким техническим решением является диффузионный способ извлечения сахарозы из свекловичной стружки, предусматривающий ее противоточное обессахаривание экстрагентом, в состав которого, кроме чистой природной воды, входит жомопрессовая вода, получаемая после прессования обессахаренной до нормативного значения потерь сахарозы свекловичной стружки, что « не обеспечивает существенного повышения чистоты получаемого сока » (2. Hollaus F. Einflub der Lauerung des Extraktion ouf die Zuckrindustrie Wirksamkeit von Formalum - Zeitschrift fur die Zuckrin-dustrie, 1975. - 25. - № 8. - с.457-460, 3. Пути дальнейшего повышения эффективности диффузионного процесса на сахарных заводах объединения. Рекомендации Сев. Кав. произв. объед. сах. пром., Краснодар.: 23 июля 1985. - 19 с.). При этом соотношение в экстрагенте чистой и жомопрессовой вод колеблется в зависимости от глубины прессования обессахаренной свекловичной стружки. Глубина прессования (содержание сухих веществ в обессахаренной стружке после прессования) зависит от типа используемых на предприятии жомовых прессов («GH-2», «Babbini», «Stord» и др.), при этом количество возвращаемой в составе экстрагента жомопрессовой воды может колебаться в значительных пределах: от 30 до 70% к массе перерабатываемого сырья (свекловичной стружки).

К недостаткам диффузионного способа извлечения сахарозы из свекловичной стружки, осуществляемого как с возвратом жомопрессовой воды, так и с использованием только чистой (в том числе, природной) воды, следует отнести то, что для достижения нормируемой полноты извлечения, соответствующей регламентируемым (нормативным) потерям сахарозы в свежем жоме, необходим расход воды (экстрагента), значительно превышающий массу клеточного сока в свекловичной стружке, что приводит к увеличению отбора сока (откачки диффузионного сока) с неизбежным снижением его чистоты, так как чем полнее обессахаривание стружки и, соответственно больше отбор диффузионного сока, тем больше несахаров клеточного сока и клеточной ткани свекловичной стружки переходит в сок. При этом на завершающей стадии диффузионного процесса интенсивность экстрагирования несахаров возрастает, о чем свидетельствует снижение чистоты получаемого сока, которая может быть существенно ниже чистоты клеточного сока свекловичной стружки. Увеличение концентрации несахаров в диффузионном соке отрицательно сказывается на результатах всех последующих технологических операций как по качеству очищенного сока, так и по затратам производственных материалов для его известково-углекислотной очистки и топлива для последующего сгущения сока.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение отбора диффузионного сока, повышение его чистоты, сокращение затрат условного топлива и расхода природной воды на технологические нужды.

Технический результат достигается тем, что в способе диффузионно-прессового извлечения сахарозы из свекловичной стружки, предусматривающем экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки противоточной диффузией с последующим прессованием обессахаренной свекловичной стружки и возвратом получаемой от прессования воды на диффузию, экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки противоточной диффузией ограничивают остаточным содержанием сахарозы в обессахаренной свекловичной стружке, равным 2,0-2,5% к массе свекловичной стружки, путем снижения отбора диффузионного сока до 105-110% к массе свекловичной стружки, позволяющим осуществить дополнительное извлечение сахарозы из обессахаренной свекловичной стружки прессованием до содержания сухих веществ 22-26% и до остаточного содержания сахарозы в обессахаренной прессованием свекловичной стружке 1,0-1,5%.

Традиционная технология диффузионного извлечения предусматривает остаточное количество сахарозы в обессахаренной свекловичной стружке, равное нормативной величине 0,30-0,35% к массе свеклы. В предлагаемом способе извлечение сахарозы диффузией ограничивают до 2,0-2,5% к массе обессахаренной стружки, что позволяет уменьшить отбор диффузионного сока с одновременным повышением его чистоты (не ниже чистоты клеточного сока). При этом значительно сокращаются затраты топлива на выпаривание избыточного количества воды и расход природной воды на технологические нужды.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом (см. чертеж): свекловичная стружка, полученная от изрезывания корнеплодов сахарной свеклы, подается в «головную» часть диффузионного аппарата (поз.1) и транспортирующими устройствами перемещается навстречу экстрагенту (смеси жомопрессовой воды, конденсата технологического пара и природной воды), подаваемому в «хвостовую» часть диффузионного аппарата.

Экстрагент перед поступлением в диффузионный аппарат подвергается нагреву до заданной температуры и обработке сернистым газом до заданных значений pH (поз.4). При противоточном движении свекловичной стружки и экстрагента диффузионный процесс завершают на фазе получения экстракта с чистотой, не ниже чистоты клеточного сока, когда остаточное содержание сахарозы в обессахаренной стружке (свежем свекловичном жоме) составляет 2,0-2,5% к ее массе. Диффузионный сок, отбираемый из аппарата, имеет чистоту, превышающую чистоту клеточного сока на 1,0-1,5% (абсолютных), с эффектом очистки, достигаемым за счет менее интенсивной экстракции несахаров из клеток ткани свекловичной стружки, составляющим не менее 10%.

Выгружаемый из аппарата свежий свекловичный жом поступает на прессование в прессы для частичного механического обезвоживания (поз.2), где отпрессовывается до содержания сухих веществ 22-26% при остаточном содержании сахарозы в нем 1,0-1,5% к его массе или 0,3-0,35% в пересчете на массу свекловичной стружки. Полученная жомопрессовая вода подготавливается определенным образом (поз.3) к возврату в диффузионный аппарат.

Предлагаемый способ извлечения сахарозы из свекловичной стружки предусматривает две стадии:

1. Извлечение из свекловичной стружки противоточным диффузионным способом 87-88% сахарозы с получением диффузионного сока на последней фазе процесса с чистотой, большей или равной чистоте клеточного сока, при отборе диффузионного сока 105-110% к массе свеклы.

Чистота диффузионного сока при этом превышает чистоту клеточного сока свекловичной стружки с эффектом очистки не менее 10%. (Эффект очистки - это масса несахаров клеточного сока, не перешедших в состав диффузионного сока, отнесенная к массе несахаров в клеточном соке, выраженная в процентах). Свекловичная стружка обессахаривается до предела, соответствующего получению экстракта на последней стадии экстрагирования с чистотой, не ниже чистоты клеточного сока свекловичной стружки.

2. Доизвлечение оставшейся сахарозы из обессахаренной диффузией свекловичной стружки (свежего свекловичного жома), осуществляется прессованием до концентрации сухих веществ в прессованном жоме не менее 22-26% и содержания сахарозы в нем в пересчете на массу свекловичной стружки не более нормативного значения - 0,30%.

Установлено, что извлечение сахарозы из свекловичной стружки диффузией более 87-88% приводит к уменьшению чистоты диффузионного сока ниже чистоты клеточного сока.

Сравнительные результаты обессахаривания свекловичной стружки диффузионным и диффузионно-прессовым способами представлены в табл.1.

Таблица 1
№ п/п	Количество и качество диффузионного сока при диффузионном способе извлечения сахарозы из свекловичной стружки				Количество и качество диффузионного сока при диффузионно-прессовом способе извлечения сахарозы из свекловичной стружки
	Отбор сока, % к м.св.	СВ,%	Сх, %	Чистота, %	Отбор сока, % к м.св.	СВ, %	Сх, %	Чистота, %
1	120	12,8	11,33	88,5	102	13,9	12,40	89,2
2	125	12,6	11,10	88,1	105	13,9	12,35	88,8
3	130	12,5	10,95	87,6	107	13,7	12,12	88,5
4	135	12,3	10,70	87,0	110	13,5	11,92	88,3
5	140	12,1	10,45	86,4	115	13,4	11,80	88,1
				ср.87,5				ср.88,6
								=1,1

Как видно из данных таблицы, чистота диффузионного сока, полученного по предлагаемому способу обессахаривания свекловичной стружки, выше в среднем на 1,1%. Известно, что увеличение чистоты диффузионного сока на 1% позволяет, при прочих равных условиях, повысить выход сахара на 0,1% к массе свеклы (4. Бугаенко И.Ф. Повышение эффективности свеклосахарного производства. М.: 2000 г. - с.55-64).

Эффективность предлагаемого способа извлечения сахарозы из свекловичной стружки подтверждена производственными испытаниями на сахарном заводе ЗАО «ССК «Ленинградский» Краснодарского края. Так, уменьшение отбора диффузионного сока на 15-18% со 125 до 107-110% позволило этому заводу производственной мощностью 7000 тонн/сутки снизить расход условного топлива на 0,60% к массе свеклы, с экономией более 40 тонн условного топлива в сутки на сумму более 170 тыс.руб./сутки или за производственный сезон переработки сахарной свеклы в количестве 1 млн. тонн - 5750 тонн условного топлива стоимостью более 24 млн. рублей.

Дополнительная выработка сахара за счет повышения чистоты диффузионного сока составит: тонн, или при цене реализации сахара-песка в ценах 2011 года - 25000 рублей за 1 тонну - 25 млн. рублей.

Уменьшение расхода природной воды на технологические нужды за счет использования в качестве части экстрагента жомопрессовой воды (при средней концентрации сухих веществ в прессованном жоме 24% выход жомопрессовой воды - 70% к массе свеклы) составит: м³ за сезон, или при стоимости природной воды 4,5 руб. за 1 м³ - более 3 млн. рублей.

Суммарная экономическая эффективность от внедрения способа диффузионно-прессового извлечения сахарозы составит более 50 млн. рублей в сезон переработки сахарной свеклы.