СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СОКА Российский патент 1995 года по МПК C13D1/08 

Изобретение относится к способам получения диффузионного сока и может быть использовано в сахарной промышленности.

Известно, что в процессе получения диффузионного сока действие микроорганизмов приводит к снижению доброкачественности сока и в конечном итоге к потере сахара в производстве. Соблюдение строгого температурного режима и применение различных бактерицидных средств (формальдегида, сульфата алюминия и других) создают условия стерильности в экстракторе, но при этом требуют большого расхода химреагентов [1]
Известен способ получения диффузионного сока, предусматривающий ошпаривание свекловичной стружки диффузионным соком, отделение стружки от сока, экстрагирование свекловичной стружки водой в экстракторе и обработку стружки бактерицидным веществом раствором сульфата алюминия с рН 4,9-5,0 и температурой 70-80^оС в количестве 0,07-0,1% к массе свеклы [2]
Недостатком данного способа является относительно невысокая доброкачественность диффузионного сока. Обработка денатурированных клеток раствором сульфата алюминия в количестве 0,1% к массе свеклы вызывает растворение выпавшего в осадок гидроксида алюминия в результате образования алюминатов. Это обстоятельство вызывает необходимость подщелачивания воды до рН 7,0-7,5 для связывания образующихся ионов водорода, что повышает неучтенные потери сахара при экстрагировании.

Наиболее близок к предлагаемому способ, при котором сернокислый глинозем используется в качестве реагента для подготовки питательной воды в процессе экстрагирования сахара из свеклы [3] Указанный способ предусматривает экстрагирование ошпаренной стружки раствором сернокислого глинозема, имеющего рН 5,3-6,2, что соответствует расходу соли не менее 0,06-0,07% к массе свеклы. Несмотря на большой расход реагента полученный диффузионный сок имеет относительно невысокую доброкачественность.

Цель изобретения повышение доброкачественности диффузионного сока и снижение расхода соли.

Это достигается тем, что согласно способу получения диффузионного сока, предусматривающему введение соли в воду, используемую в качестве экстрагента, и экстрагирование ошпаренной свекловичной стружки водой, соль вводят в количестве 0,03-0,05% к массе свеклы и воду перед экстрагированием стружки подвергают электрохимической активации в диафрагменном электролизере до достижения рН католита и анолита 4,5-5,5.

Предлагаемый способ заключается в следующем. В воду перед экстрагированием вводят соль в количестве 0,03-0,05% к массе свеклы. Полученный раствор пропускают через диафрагменный электролизер, имеющий две зоны катодную, в которой образуется католит, и анодную, в которой образуется анолит. Образование продуктов электроактивации католита и анолита происходит по следующей схеме (на примере сульфата алюминия).

АОД
Катионом электролита является алюминий, имеющий электродный потенциал более отрицательный, чем потенциал водорода. Поэтому из нейтрального раствора произойдет выделение водорода. Одновременно в анодной зоне произойдет выделение кислорода и накопление ионов Н⁺. В результате концентрация ионов Аl³⁺ в анолите и ионов SO₄^2- в католите уменьшается. Кроме того, при разряде на электродах ионов Н⁺, ОН^- и молекул воды концентрация гидроксильных ионов (щелочность) в католите и водородных ионов (кислотность) в анолите повышается. Таким образом, в процессе электрохимической активации с течением времени рН католита повышается, и рН анолита снижается. При этом изменяется окислительно-восстановительная активность продуктов электроактивации (Eh). Полученные электроактивированные растворы способны тормозить жизнедеятельность бактерий и изменять каталитическую активность микробных клеток, т.е. обладают бактерицидными свойствами. Кроме того, изменением рН воздействуют на электрокинетический потенциал поверхности стружки при экстрагировании, сорбционную способность и избирательность адсорбентов. Таким образом, католит и анолит обладают коагулирующими свойствами.

Образующиеся в процессе электрохимической активации католит или анолит направляют в экстрактор для проведения тепломассообменного процесса при контакте с ошпаренной свекловичной стружкой.

П р и м е р 1. Навеску свекловичной стружки в 500 г делят на две порции по 250 г и помещают последнюю в термостатированный стакан для проведения экстрагирования по предлагаемому способу и с применением сернокислого глинозема для обработки питательной воды перед экстрагированием (контроль). Условия проведения процесса в обоих случаях: температура 70^оС, время 60 мин, соотношение твердой и жидкой фаз 1:2. По предлагаемому способу 0,03%-ный раствор Al₂(SO₄)₃ c рН 4,3 подвергают электрохимической активации в диафрагменном электролизере при силе тока 1,5 А и напряжении 15 В в течение 5 мин до достижения рН католита 5,0 и редокс-потенциала Еh 780 мВ, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор для контактирования с ошпаренной свекловичной стружкой. В контрольном опыте в воду вводят Al₂(SO₄)₃ в количестве 0,07% к массе свеклы с рН 5,0, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор для взаимодействия с ошпаренной свекловичной стружкой.

Технологические показатели диффузионных соков, полученных по типовой схеме (N 1), в контрольном опыте (N 2) и по предлагаемому способу (N 3) приведены в таблице.

П р и м е р 2. 0,05%-ный раствор Al₂(SO₄)₃ c рН 4,7 пропускают через диафрагменный электролизер в течение 3 мин при силе тока 1,4 А и напряжении 13 В до достижения рН анолита 4,5 и редокс-потенциала Еh 650 мВ, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор для проведения процесса с ошпаренной свекловичной стружкой с показателями отжатого клеточного сока согласно приведенной таблице. Полученный диффузионный сок содержит: сахарозы 7,10% сухих веществ 8,2% рН₂₀ 6,15, коллоидных веществ 3,25% к массе сухих веществ в диффузионном соке и имеет доброкачественность 86,5% и эффект очистки на диффузии 15,9%
П р и м е р 3. 0,05%-ный раствор FeSO₄ с рН 4,6 пропускают через диафрагменный электролизер в течение 4 мин при силе тока 1,3 А и напряжении 12 В до достижения рН католита 5,5 и направляют в экстрактор для контакта с ошпаренной свекловичной стружкой. Показатели диффузионного сока: сахарозы 7,50% сухих веществ 8,7% рН₂₀ 6,35, коллоидных веществ 3,28% к массе сухих веществ в диффузионном соке, доброкачественность 86,3% эффект очистки на диффузии 15,4%
П р и м е р 4. 0,03%-ный раствор СаСl₂ с рН 6,3 пропускают через диафрагменный электролизер в течение 1,5 мин при силе тока 1,2 А и напряжении 11 В до достижения рН анолита 5,5 и редокс-потенциала 630 мВ, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор вместе с ошпаренной свекловичной стружкой. Показатели диффузионного сока при этом составили: сахарозы 7,50% сухих веществ 8,6% рН₂₀ 6,35, коллоидных веществ 3,18% к массе сухих веществ в диффузионном соке, доброкачественность 87,1% эффект очистки на диффузии 21,0%
Проведение электрохимической активации растворов солей позволяет получить католит и анолит, обладающие бактерицидными и коагулирующими свойствами. Использование в качестве католитов и анолитов указанных солей с рН 4,5-5,5 и редокс-потенциалом Еh не менее 600 мВ позволяет согласно предлагаемому способу получить диффузионный сок высокой доброкачественности при одновременном уменьшении расхода соли.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа на сахарном заводе связан с улучшением экологической обстановки в связи с отказом от применения дезинфицирующих средств.

Использование: изобретение относится к способам получения диффузионного сока и может быть использовано в сахарной промышленности. Сущность изобретения: способ получения диффузионного сока предусматривает введение соли в воду, используемую в качестве экстагента, и экстрагирование ошпаренной свекловичной стружки этой водой. Соль вводят в количестве 0,03-0,05% к массе. Воду перед экстрагированием стружки подвергают электрохимической активации в диафрагменном электолизере до достижения pН католита и анолита 4,5-5,5. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СОКА, предусматривающий введение соли в воду, используемую в качестве экстрагента, и экстрагирование ошпаренной свекловичной стружки этой водой, отличающийся тем, что, с целью повышения доброкачественности диффузионного сока и снижения расхода соли, последнюю вводят в количестве 0,03 0,05% к массе свеклы и воду перед экстрагированием стружки подвергают электрохимической активации в диафрагменном электролизере до достижения pH католита и анолита 4,5 5,5.