СПОСОБ ОЧИСТКИ ГУСТЫХ САХАРОСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ Российский патент 1995 года по МПК C13D3/02 

Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано для известково-углекислотной очистки густых производственных растворов сиропа, клеровок оттеков, желтых сахаров, тростникового сахара-сырца.

Известен способ очистки клеровки сахара-сырца, предусматривающий дефекацию, двухступенчатую сатурацию при рН на первой 10,5-10,7 и второй 9,0-9,2 с многократной рециркуляцией по внешнему контуру и фильтрацию [1]
Недостаток способа невысокое использование адсорбционных свойств карбоната кальция, что требует повышенного расхода извести и работы с высокой щелочностью дефекованного раствора. Однако малая степень утилизации сатурационного газа и, как следствие, избыток так называемой товарной извести ведет к повышенному расходу известнякового камня. Положение несколько улучшается при использовании в качестве первой ступени быстротечной сатурации в трубе, которая одновременно служит рециркулятором, но отмеченные недостатки при этом не устраняются.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки густых сахарсодержащих растворов, предусматривающий дефекацию клеровки до щелочности 1,6-1,8% СаО, предварительную сатурацию 40-60% активной щелочности с образованием высокодисперсного карбоната кальция, обладающего высокой адсорбционной активностью, основную сатурацию до конечной щелочности с дополнительной дробной дозировкой извести и фильтрацию [2]
Недостаток способа высокая (40-60% активной щелочности дефекованного сока) степень предварительной сатурации для образования частиц осадка карбоната кальция коллоидной степени дисперсности. На их положительно заряженной поверхности действительно удерживается максимально возможное количество анионов адсорбируемых несахаров. Однако при последующем сатурировании агрегатирование частиц в конечный крупный осадок приводит к тому, что значительная часть адсорбированных противоионов десорбируется. Только последующая сатурация с дробной дозировкой свежих порций извести обеспечивает способу большую эффективность, чем типового способа. Однако использование возможностей известково-углекислотной очистки остается неполным.

Цель изобретения повышение эффективности очистки и обесцвечивания растворов при меньшем расходе извести.

Для достижения этой цели в предложенном способе очистки густых сахарсодержащих растворов, предусматривающем дефекацию известковым молоком, предварительную сатурацию, основную сатурацию и фильтрацию, дефекацию проводят до щелочности 1,0-1,3% СаО. Предварительную сатурацию осуществляют до щелочности раствора 0,8-1,1% СаО для образования растворимых линейных ацидокарбонатов гидроксикальция. Основную сатурацию проводят в две ступени. Перед первой ступенью раствор после предварительной сатурации смешивают с нефильтрованным очищенным раствором в соотношении 1 2 1 3 и сатурацию смеси ведут в прямоточном быстротечном сатураторе типа труба. Вторую ступень сатурации осуществляют до рН 8,5-9,5 с рециркуляцией нефильтрованного раствора на смешивание с раствором после предварительной сатурации перед первой ступенью.

При проверке заявленного решения на критерий "изобретательский уровень" источники информации, в которых описываются отличия предложенного способа, не обнаружены.

На чертеже показана технологическая схема осуществления способа.

Способ очистки густых сахарсодержащих растворов осуществляют следующим образом.

Очищаемый раствор, свободный от осадка карбоната кальция, подвергают дефекации в дефекаторе 1 известковым молоком до щелочности 1,0-1,3. Затем осуществляют предварительную сатурацию в противоточном сатураторе 2 до щелочности раствора 0,8-1,1% СаО, т.е. нейтрализуют 15-25% активной щелочности.

В дефекованном растворе анионы адсорбируемых карбонатом кальция многоосновных кислот А_м^n- находятся в виде солей комплексного однозарядного катиона гидроксикальция ацидов гидроксикальция (СаОН)_nА_м.

Первым результатом реакции двуокиси углерода сатурационного газа с ионами гидроксила и гидроокиси кальция является образование гидрокарбоната гидроксикальция (СаОН)НСО₃, который реагирует с ацидами гидроксикальция с образованием растворимых ацидокарбонатов гидроксикальция
n(СаОН)НСО₃ + (СаОН)_nА_м ->>
->> [(СаОН)СО₃Са]_n А_м + nН₂О, в которых многоосновные анионы А_м^n- занимают центральное положение, а анионы одноосновных кислот остаются концевым звеном.

Раствор после предварительной сатурации смешивают в смесителе 3 с нефильтрованным очищенным раствором в соотношении 1 2 1 3 и проводят основную сатурацию в две ступени. Первую ступень сатурации смеси ведут в прямоточном быстротечном сатураторе 4 типа труба, а вторую ступень сатурации осуществляют в сатураторе 5 и процесс ведут до конечной оптимальной щелочности рН 8,5-9,5. Отсатурированный нефильтрованный раствор рециркулируют в смеситель 3 в количестве, обеспечивающим вышеуказанное соотношение растворов. Остальной отсатурованный раствор через контрольный ящик 6 направляют на фильтрацию.

При сатурировании в ацидокарбонатах происходит удлинение карбонатной цепи, переходя в конечном счете в кристаллический зародыш карбоната, однако при таком преобразовании занимавший центральное место анион оказывается вытесненным на поверхность. Поэтому предварительная сатурация должна проводиться не до образования карбоната кальция коллоидной степени дисперсности, а ограничиться стадией образования растворимых ацидокарбонатов гидроксикальция, чему и соответствует карбонизация 15-25% активной щелочности дефекованного раствора.

Дальнейшее сатурирование должно проводиться в быстротечном режиме в присутствии частиц крупного осадка карбоната кальция, на которых будет агрегатировать непосредственно ацидокарбонатный комплекс, не оставляя времени для его расчленения. Это достигается смешиванием частично карбонизированного с уже обработанным конечным с последующей сатурацией в трубе. При этом практически все многоосновные анионы оказываются включенными в конечный осадок карбоната кальция уже на этой стадии. Избыточная известь на дальнейших стадиях сатурируется по существу с минимальным адсорбционным эффектом, и потому расход извести может быть существенно сокращен без ухудшения результатов очистки. Все это и обеспечивает более высокий по сравнению с прототипом эффект очистки и обесцвечивания при меньших расходах извести.

П р и м е р 1. Очистке подвергают густой сахаросодержащий раствор клеровку с показателями: цв. 43,9 усл.ед. СВ 56,8% Сх 53,2% Дб 93,7%
Проводят дефекацию ее известковым молоком до щелочности 1 СаО при температуре 80^оС и продолжительности 8 мин, предварительную сатурацию до щелочности 1,1% СаО, основную сатурацию в две ступени. Перед первой ступенью раствор после предварительной сатурации смешивают с нефильтрованным очищенным раствором в соотношении 1 2. Первую ступень основной сатурации смеси проводят в прямоточном сатураторе типа труба, а вторую ступень в обычном сатураторе до рН 9,5. Затем раствор нагревают до 85^оС и фильтруют.

Очищенная клеровка имеет следующие показатели: цв. 13,0, усл.ед. СВ 52,1% Сх 49,1; Дб 94,2% эф. обесцв. 70,4%
П р и м е р 2. Показатели исходной клеровки следующие: цв. 44,2 усл.ед. СВ 57,0% Сх 53,2% Дб 93,3% Очистку проводят, как и в примере 1, но до щелочности на основной дефекации 1,3% СаО. Показатели очищенной клеровки составляют: цв. 13,3 усл.ед. СВ 53,6% Сх 50,2% Дб 93,7% эф. обесцв. 69,9%
П р и м е р 3. Показатели исходной клеровки: цв. 45,3 усл.ед. СВ 56,8% Сх 52,8% Дб 93,0% Очистку проводят также как и в примере 1, но до щелочности на основной дефекации 1 СаО. Очищенная клеровка имеет цв. 14,4 усл. ед. СВ 53,6% Сх 50,1% Дб 93,5% эф. обесцв. 68,2%
При проведении очистки клеровки по известному способу эффект обесцвечивания составляет 65% расход извести 1,8% СаО.

Использование предложенного способа позволяет улучшить качество густого сахарсодержащего раствора и сократить расход извести.

Использование: для очистки густых сахарных растворов сиропа, клеровок оттеков, желтых сахаров и сахара-сырца известью и сатурационным газом. Сущность: способ очистки густых сахарсодержащих растворов предусматривает дефекацию известковым молоком, предварительную сатурацию, основную сатурацию и фильтрацию. Дефекацию проводят до щелочности 1,0 1,3 СаО, а предварительную сатурацию до щелочности раствора 0,8 1,1 СаО для образования растворимых линейных ацидокарбонатов гидроксикальция. Основную сатурацию проводят в две ступени. Перед первой ступенью раствор после предварительной сатурации смешивают с нефильтрованным очищенным раствором в соотношении 1 2 1 3 и сатурацию смеси ведут в прямоточном быстротечном сатураторе типа труба. Вторую ступень сатурации осуществляют до pH 8,5 9,5 с рециркуляцией нефильтрованного раствора на смешивание с раствором после предварительной сатурации перед первой ступенью. 1 ил.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГУСТЫХ САХАРОСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, предусматривающий дефекацию известковым молоком, предварительную сатурацию, основную сатурацию и фильтрацию, отличающийся тем, что дефекацию проводят до щелочности 1,0 1,3% CaO, предварительную сатурацию осуществляют до щелочности раствора 0,8 1,1% CaO для образования растворимых линейных ацидокарбонатов гидроксикальция, основную сатурацию проводят в две ступени, при этом перед первой ступенью раствор после предварительной сатурации смешивают с нефильтрованным очищенным раствором в соотношении 1 2 3 и сатурацию смеси ведут в прямоточном быстротечном сатураторе типа труба, а вторую ступень сатурации осуществляют до pH 8,5 9,5 с рециркуляцией нефильтрованного раствора на смешивание с раствором после предварительной сатурации перед первой ступенью.