СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ НА ДИФФУЗИЮ Российский патент 1997 года по МПК C13D1/10 

Изобретение относится к технологии получения сахара из свеклы.

Получение диффузионного сока с высокими качественными показателями (DБ,) во многом зависит от качества питательной воды. Известен способ приготовления питательной воды для экстракции сахара из свекловичной стружки [1] предусматривающий сульфитацию жомопрессовой воды до pH 4,5 5,0; последующего подщелачивания ее Ca(OH)₂ до pH 11,0 11,5 с одновременным отделением осадка путем пропускания воды через слой осадка 1 сатурации; полученную осветленную жомопрессовую воду разделяют на две равные части, одна из которых после смещения с сульфитированной до pH 5,8 5,9 барометрической водой поступает на диффузию, а другую возвращают на себя перед сульфитацией.

Недостатком данного способа является неизбежное ухудшение качества диффузионного сока вследствие ухудшения качества жомопрессовой воды при ее подщелачивании Ca(OH)₂ до высоких значений pH. Хотя первоначальное подкисление жомопрессовой воды до pH 4,5 5,0 и обеспечивает коагуляцию коллоидов, оно никак не воздействует на частицы мезги, имеющиеся в жомопрессовой воде, и именно из мезги при повышении щелочности в воду в результате пептизации пектина вновь переходят вещества коллоидной дисперсности.

Вторым существенным недостатком способа является сложность его технической реализации, так как он предусматривает значительное количество возвратов обрабатываемых продуктов на сульфитацию, а также наличие специального технологического оборудования для фильтрации жомопрессовой воды через слой осадка сока 1 сатурации, который необходимо периодически намывать или регенерировать.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ подготовки питательной воды на диффузию [2] включающий подщелачивание аммиачной воды Ca(OH)₂ до pH 10,5 -11,0, ее деаммонизацию под вакуумом и смешение с жомопрессовой и барометрической водой в пропорции 40:40:20 с последующей карбонизацией CO₂ до pH 6,5 -6,9.

Недостатком данного способа является ухудшение качества диффузионного сока, возникающее вследствие повышения pH питательной воды при разложении нестойкого гидрокарбоната кальция. Применение питательной воды с величиной pH 6,8 -7,0 приводит к увеличению перехода пектиновых веществ в сок более чем в 10 раз по сравнению с водой, pH которой оптимален [3]
Кроме того, соблюдение указанной пропорции в смеси вод в производственных условиях поддерживать постоянно практически невозможно из-за колебания количества избыточных аммиачных конденсатов.

Целью предполагаемого изобретения является улучшение качества питательной воды и, таким образом, качества экстракта.

Способ приготовления питательной воды на диффузию включает подщелачивание гидрооксидом кальция используемой аммиачной воды до pH 10,8 -11,5, смешение ее с барометрической водой, при этом для удаления аммиака смесь обрабатывается диспергированным воздухом в количестве 0,015-0,025 м³/м²•c, а для удаления присутствующих в барометрической воде органических примесей и микроорганизмов осуществляют одновременную с деаммонизацией обработку смеси вод углекислым газом до pH 8,0 9,2, а введение механически очищенной жомопрессовой воды в смесь аммиачной и барометрической проводят после газовой обработки и полученную питательную воду подвергают двухступенчатой сульфитации до pH 5,4 6,4.

Способ осуществляют следующим образом. Используемую аммиачную воду подщелачивают гидрооксидом кальция до pH 10,8 11,5, смешивают с барометрической водой и проводят деаммонизацию путем продувания через слой смеси диспергированного воздуха в количестве 0,015 -0,025 м³/м²•c. Одновременно с продуванием воздуха смесь обрабатывают углекислым газом до достижения ею pH 8,0-9,2.

Затем полученную воду смешивают с механически очищенной жомопрессовой водой и полученную питательную воду подвергают двухступенчатой сульфитации до pH 5,4 6,4.

Подщелачивание аммиачной воды гидрооксидом кальция до pH 10,8 11,5 необходимо для смещения равновесия электролитической диссоциации аммиака NH₃ в соответствии с уравнением

Полученную смесь аммиачной и барометрической воды обрабатывают диспергированным воздухом в количестве 0,015-0,025 м³/м²•c, что обеспечивает удаление аммиака из воды на 80-90% Уменьшение количества продуваемого воздуха менее 0,015 м³/м²•c приведет к снижению эффекта удаления аммиака, а увеличение более чем 0,025 м³/м²•c, будет способствовать охлаждению смеси вод ниже температуры, оптимальной для питательной воды, а также к неоправданным энергетическим затратам на компрессорной станции при практически неизменном удаленного аммиака.

Обработка смеси аммиачной и барометрической воды углекислым газом необходима для удаления присутствующих в барометрической воде органических примесей и микроорганизмов путем адсорбции их на поверхности свежеобразованного карбоната кальция.

Сатурация смеси вод до значения pH, превышающего 9,2, нецелесообразна, так как оставшуюся избыточную щелочность будет крайне сложно снизить сульфитацией, а снижать значение pH ниже 8,0 нежелательно, так как необходим достаточный минимум активной известковой щелочности для осаждения основной массы несахаров жомопрессовой воды и ее стерилизации при последующем смещении вод, а также для создания гарантированных условий получения в результате последующей сульфитации оптимальной концентрации ионов бисульфита (гидросульфита) кальция, который способствует уменьшению гидролиза протопектина, что улучшает качество диффузионного сока.

При проведении сульфитации смесь вод дополнительно очищается от микроорганизмов, поскольку сернистый газ является сильным антисептиком, и в растворе накапливаются ионы сульфита кальция антипептизатора веществ коллоидной дисперсности.

Ca(OH)₂+ H₂SO₃_→ CaSO₃+ 2H₂O
CaCO₃+2H₂SO₃_→Ca(HSO₃)₂+H₂O+CO₂
Ca(HSO₃)₂+Ca(OH)₂_→2CaSO₃+2H₂O
Последовательная двухступенчатая сульфитация необходима для получения устойчивого значения pH питательной воды в диапазоне от 5,4 до 6,4.

Получение питательной воды с pH, меньшим чем 5,4, нецелесообразно в силу резкого увеличения интенсивности корродирования металла внутренних конструкций диффузионной установки, а поддержание pH воды больше 6,4 ведет к увеличению перехода в сок пектиновых веществ.

Пример (по известному способу). Аммиачную воду подщелачивают гидрооксидом кальция до pH 11,0 и направляют в деаммонизатор, где под вакуумом осуществляется удаление аммиака. Затем деаммонизированный конденсат смешивают с механически очищенной жомопрессовой водой в количестве, необходимом для работы диффузионной установки. После этого полученную смесь подвергают карбонизации углекислым газом до pH 6,7 и направляют в сборник питательной воды.

Качественные показатели питательной воды и экстракта приведены в табл. 1.

Пример 1. Аммиачную воду подщелачивают гидроксидом кальция до pH 11,0, смешивают с барометрической водой и продувают диспергированным воздухом в количестве 0,015 м³/м²•c. Одновременно смесь вод обрабатывают углекислым газом до pH 8,0. Затем полученную воду смешивают с механически очищенной жомопрессовой водой и подвергают последовательной двухступенчатой сульфитации до pH 5,4. Результаты анализов, характеризующих качественные показатели питательной воды и экстракта, приведены в кол. 1 табл. 1.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Аммиачную воду подщелачивают до pH 11,0, смешивают с барометрической водой и продувают диспергированным воздухом в количестве 0,025 м³/м²•c. Одновременно смесь вод обрабатывают углекислым газом до pH 9,2. Затем полученную воду смешивают с механически очищенной жомопрессовой водой и подвергают последовательной двухступенчатой сульфитации до pH 6,4. Результаты анализов, характеризующие качественные показатели питательной воды и экстракта, приведены в кол. 2 табл. 1.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Аммиачную воду подщелачивают до pH 11,0, смешивают с барометрической водой и продувают диспергированным воздухом в количестве 0,020 м³/м²•c. Одновременно смесь вод обрабатывают углекислым газом до pH 8,5. Затем полученную воду смешивают с механически очищенной жомопрессовой водой и подвергают последовательной двухступенчатой сульфитации до pH 5,8.

Результаты анализов, характеризующие качественные показатели питательной воды и экстракта, приведены в кол. 3 табл. 1.

Из табл. 1 видно, что выполнение способа при данных режимах позволяет получить положительный эффект.

Использование предложенного способа по сравнению с известным дает возможность улучшить качество питательной воды, повысить доброкачественность диффузионного сока на 0,4 0,8% стерильность процесса экстракции, увеличить степень отжатия жома на 25 30%

Использование: изобретение относится к производству сахара из свеклы. Сущность: способ приготовления воды на диффузию предусматривает следующее. Аммиачную воду подщелачивают гидрооксидом кальция до pH 10,8 - 11,5, смешивают с барометрической водой и затем осуществляют их совместную обработку диспергированным воздухом в количестве 0,015 - 0,0025 м³/м²•c и углекислым газом до pH 8,0 - 9,2. Обработанную газами смесь вод смешивают с механически очищенной жомопрессовой водой и полученную питательную воду подвергают двухступенчатой сульфитации до pH 5,4 -6,4. 1 табл.

Способ приготовления питательной воды на диффузию, предусматривающий подщелачивание гидрооксидом кальция аммиачной воды, деаммонизацию, смешивание с барометрической водой, обработку углекислым газом и введение механически очищенной жомопрессовой воды, отличающийся тем, что деаммонизацию проводят после смешивания аммиачной воды с барометрической водой путем продувания через слой смеси диспергированного воздуха в количестве 0,015 0,025 м³/м²•с и обработку углекислым газом проводят одновременно с деаммонизацией до достижения смесью вод рН 8,0 9,2, при этом введение механически очищенной жомопрессовой воды в смесь аммиачной и барометрической проводят после ее газовой обработки и полученную питательную воду подвергают двухступенчатой сульфитации до рН 5,4 6,4.