СПОСОБ ОЧИСТКИ САХАРСОДЕРЖАЩЕГО РАСТВОРА Российский патент 2002 года по МПК C13D3/02 

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к способам очистки сахарсодержащего раствора.

Известен способ очистки сахарсодержащего раствора, предусматривающий приготовление известкового молока путем гашения извести водой с добавкой фосфатидов растительного масла в количестве 1-5% к массе извести, введение известкового молока в сахарсодержащий раствор и сатурацию (RU 2160314, 10.12.2000.).

Недостатки данного способа: высокий расход добавки и значительное замедление процесса гашения, обусловленное адсорбцией фосфатидов растительного масла на поверхности еще не погасившихся частиц извести. Приготовленное известковое молоко отличается высокой вязкостью, а его применение приводит к значительному ухудшению фильтрационных и седиментационных свойств сахарсодержащих растворов. Кроме того, известный способ очистки не обеспечивает достаточного снижения цветности и повышения чистоты очищенного сахарсодержащего раствора.

Техническим результатом изобретения является улучшение физико-химических показателей известкового молока и качества очищенного сахарсодержащего раствора.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе очистки сахарсодержащего раствора, предусматривающем приготовление известкового молока путем гашения извести водой, введение фосфатидов растительного масла, дефекацию сахарсодержащего раствора, первую сатурацию, вторую сатурацию и фильтрование, приготовленное известковое молоко делят на две части и фосфатиды растительного масла в количестве 0,03-0,12% к массе негашеной извести вводят в одну из частей, составляющую 3/4 от всей массы известкового молока, и направляют на дефекацию сахарсодержащего раствора, а другую, остальную часть без фосфатидов растительного масла вводят в сахарсодержащий раствор перед второй сатурацией.

При использовании предлагаемого способа очистки уменьшается расход фосфатидов растительного масла, повышается скорость гашения извести, уменьшается вязкость известкового молока, снижается цветность, повышается чистота и улучшаются фильтрационные и седиментационные свойства очищенного сахарсодержащего раствора. Способ поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже.

Способ осуществляют следующим образом. Негашеную известь гасят водой с температурой 80. ..85^oС. Полученное известковое молоко дозатором делится на две части (см. чертеж). Одна часть, составляющая 3/4 от всей массы известкового молока, направляется в мешалку, где известковое молоко смешивается с фосфатидами растительного масла в количестве 0,03-0,12% к массе негашеной извести и подается в неочищенный сахарсодержащий раствор. Оставшаяся часть подается в сахарсодержащий раствор перед его второй сатурацией. После второй сатурации сахарсодержащий раствор фильтруется.

Фосфатиды растительного масла (пищевой фосфатидный концентрат) - отход производства масла из растительного сырья - состоит из сложных эфиров многоатомных спиртов с фосфорной кислотой, представляющих собой гидрофобные поверхностно-активные вещества (ПАВ). При введении их в готовое известковое молоко проявляется так называемый эффект Ребиндера: поверхностно-активное вещество накапливается на границе раздела фаз кристаллы Ca(OH)₂ - раствор, приводя к уменьшению межфазной поверхностной энергии, увеличению дисперсности и растворимости гидроксида кальция.

В известном способе известковое молоко получают путем гашения извести водой с добавкой ПАВ - фосфатидов растительного масла. При этом поверхностно-активное вещество адсорбируется на поверхности еще не погасившихся частиц извести, приводя к блокированию их активной поверхности и тем самым значительно замедляя скорость гашения. Причем чем больше концентрация ПАВ, тем меньше скорость гашения извести. Введение такого большого количества ПАВ при гашении, как предлагается в известном способе (1-5% к массе извести), приводит к увеличению продолжительности гашения в 2,0-2,4 раза по сравнению с продолжительностью этого процесса при гашении извести водой без добавки (см. табл. 1). Поэтому в предлагаемом способе известь гасят водой без добавки, а фосфатиды растительного масла добавляют в готовое известковое молоко.

Известковое молоко - коллоидно-дисперсная система (суспензия) с высоким содержанием твердой фазы. Вязкость таких систем зависит от толщины слоя воды, адсорбированной на поверхности твердых частиц. Чем больше толщина этого слоя, тем меньше вязкость таких систем. Фосфатиды растительного масла, будучи гидрофобными поверхностно-активными веществами, адсорбируются на поверхности твердых частиц известкового молока и уменьшают толщину слоя воды, адсорбированной на их поверхности. Поэтому чем больше фосфатидов растительного масла в известковом молоке, тем больше его вязкость (см. табл. 2). Из данных табл. 2 видно, что при применении фосфатидов растительного масла в количестве, указанном в формуле известного способа (1-5% к массе извести), вязкость известкового молока увеличивается в 1,6-2,0 раза по сравнению с вязкостью известкового молока, приготовленного с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве, указанном в формуле предлагаемого способа (0,03-0,13% к массе извести). Чем меньше вязкость известкового молока, тем, как известно, легче протекают массообменные процессы (например, на дефекации) и меньше затраты на его транспортирование и перемешивание.

Будучи поверхностно-активными веществами, фосфатиды растительного масла являются сильнейшими диспергаторами извести. Применение их в качестве добавок при приготовлении известкового молока приводит к уменьшению размеров кристаллов извести, замедлению фильтрования и отстаивания сахарсодержащего раствора. Этот эффект тем заметнее, чем больше ПАВ в известковом молоке. Добавление такого большого количества фосфатидов растительного масла в известковое молоко, как предлагается в известном способе (1-5% к массе извести), приводит к значительному уменьшению размера кристаллов извести и ухудшению фильтрационных и седиментационных свойств сахарсодержащего раствора. Поэтому в предлагаемом способе в сахарсодержащий раствор перед его второй сатурацией вводят известковое молоко, не содержащее фосфатидов растительного масла. При этом увеличиваются скорости фильтрования и отстаивания сахарсодержащего раствора (см. табл.1).

В табл. 1 приведены сравнительные данные результатов очистки сахарсодержащих растворов по предлагаемому и известному способам.

Примеры осуществления предлагаемого способа приведены ниже.

Пример 1. Берут 1000 г диффузионного сока с СВ 13,0%, чистотой 79,1%, нагревают до 45^oС, делят на две равные пробы и проводят очистку известью и углекислым газом. Первую пробу очищают по известному способу, вторую - по предлагаемому. Для этого в каждую пробу диффузионного сока добавляют известковое молоко плотностью 1,18 г/см³ до рН 10,9. При этом в первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 1% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой и смешанное после гашения с фосфатидами растительного масла в количестве 0,03% к массе извести. Далее каждую пробу нагревают до температуры 88^oС и проводят основную дефекацию соответствующим известковым молоком, полученным, как указано выше, до рН 12,2. Затем каждую пробу сатурируют до рН 11,0, нагревают до 90^oС и фильтруют. В первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 1% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой. Масса известкового молока, добавляемого перед второй сатурацией в первую и вторую пробы, 130 г. Затем обе пробы сатурируют до рН 9,0, нагревают до 85^oС и фильтруют. Скорость фильтрования второй пробы 74,4 см³/мин, что в 1,4 раза больше, чем в первой пробе. Получают фильтрованный сок во второй пробе с СВ 12,4%, Ч 90,5%, цветностью 0,427 ед. на 100% СВ, что по чистоте на 0,4 ед. больше, по цветности в 1,2 раза меньше по сравнению с известным способом.

Пример 2. Берут 1000 г диффузионного сока с СВ 12,6%, чистотой 79,0%, нагревают до 70^oС, делят на две равные пробы и проводят очистку известью и углекислым газом. Первую пробу очищают по известному способу, вторую - по предлагаемому. Для этого в каждую пробу диффузионного сока добавляют известковое молоко плотностью 1,18 г/см³ до рН 11,5. При этом в первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 2,5% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой и смешанное после гашения с фосфатидами растительного масла в количестве 0,08% к массе извести. Далее проводят очистку так же, как описано в примере 1. В сатурированном соке определяют скорость фильтрования. Во второй пробе скорость фильтрования 73,1 см³/мин, что в 1,9 раз больше, чем в первой пробе. Получают фильтрованный сок во второй пробе с СВ 11,8%, Ч 90,2%, цветностью 0,388 ед. на 100% СВ, что по чистоте на 0,4 ед. больше, по цветности в 1,4 раза меньше по сравнению с известным способом.

Пример 3. Берут 1000 г диффузионного сока с СВ 12,4%, чистотой 79,2%, нагревают до 70^oС, делят на две равные пробы и проводят очистку известью и углекислым газом. Первую пробу очищают по известному способу, вторую - по предлагаемому. Для этого в каждую пробу диффузионного сока добавляют известковое молоко плотностью 1,18 г/см³ до рН 11,5. При этом в первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 5% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой и смешанное после гашения с фосфатидами растительного масла в количестве 0,12% к массе извести. Далее проводят очистку так же, как описано в примере 1. В сатурированном соке определяют скорость фильтрования. Во второй пробе скорость фильтрования 72,5 см³/мин, что в 2,7 раза больше, чем в первой пробе. Получают фильтрованный сок во второй пробе с СВ 11,5%, Ч 90,0%, цветностью 0,465 ед. на 100% СВ, что по чистоте на 0,4 ед. больше, по цветности в 1,4 раза меньше по сравнению с известным способом.

Пример 4. Берут 1000 г клеровки сахара сырца с СВ 55,2%, чистотой 96,7%, нагревают до 70^oС, делят на две равные пробы и проводят очистку известью и углекислым газом. Первую пробу очищают по известному способу, вторую - по предлагаемому. Для этого в каждую пробу клеровки добавляют известковое молоко плотностью 1,18 г/см³ до рН 11,5. При этом в первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 1% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой и смешанное после гашения с фосфатидами растительного масла в количестве 0,03% к массе извести. Далее каждую пробу сатурируют до рН 10,5. Затем в первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 1% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой. Масса известкового молока, добавляемого перед второй сатурацией в первую и вторую пробы, 130 г. Затем обе пробы сатурируют до рН 9,0, нагревают до 85^oС и фильтруют. Скорость фильтрования второй пробы 35,4 см³/мин, что в 1,5 раза больше, чем в первой пробе. Получают фильтрованную клеровку во второй пробе с СВ 53,8%, Ч 98,2%, цветностью 0,020 ед. на 100% СВ, что по чистоте на 0,4 ед. больше, по цветности в 1,3 раз меньше по сравнению с известным способом.

Пример 5. Берут 1000 г клеровки сахара сырца с СВ 54,9%, чистотой 96,8%, нагревают до 70^oС, делят на две равные пробы и проводят очистку известью и углекислым газом. Первую пробу очищают по известному способу, вторую - по предлагаемому. Для этого в каждую пробу клеровки добавляют известковое молоко плотностью 1,18 г/см³ до рН 11,5. При этом в первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 2,5% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой и смешанное после гашения с фосфатидами растительного масла в количестве 0,08% к массе извести. Далее проводят очистку так же, как описано в примере 4. В сатурированной клеровке определяют скорость фильтрования. Во второй пробе скорость фильтрования 36,5 см³/мин, что в 2,1 раз больше, чем в первой пробе. Получают фильтрованную клеровку во второй пробе с СВ 54,2%, Ч 98,1%, цветностью 0,021 ед. на 100% СВ, что по чистоте на 0,3 ед. больше, по цветности в 1,2 раз меньше по сравнению с известным способом.

Пример 6. Берут 1000 г клеровки сахара сырца с СВ 55,1%, чистотой 96,5%, нагревают до 70^oС, делят на две равные пробы и проводят очистку известью и углекислым газом. Первую пробу очищают по известному способу, вторую - по предлагаемому. Для этого в каждую пробу клеровки добавляют известковое молоко плотностью 1,18 г/см³ до рН 11,5. При этом в первую пробу добавляют известковое молоко, полученное при гашении извести водой с добавлением фосфатидов растительного масла в количестве 5% к массе извести, а во вторую - известковое молоко, полученное при гашении извести водой и смешанное после гашения с фосфатидами растительного масла в количестве 0,12% к массе извести. Далее проводят очистку так же, как описано в примере 4. В сатурированной клеровке определяют скорость фильтрования. Во второй пробе скорость фильтрования 33,8 см³/мин, что в 2,7 раз больше, чем в первой пробе. Получают фильтрованную клеровку во второй пробе с СВ 54,5%, Ч 98,2%, цветностью 0,022 ед. на 100% СВ, что по чистоте на 0,3 ед. больше, по цветности в 1,1 раз меньше по сравнению с известным способом.

Как видим из приведенных примеров и данных табл.1 и 2, предлагаемый способ обеспечивает улучшение показателей очищенного сахарсодержащего раствора и известкового молока по сравнению с известным способом. Выход за пределы концентраций фосфатидов растительного масла, указанные в формуле, приводит к ухудшению показателей очищенного сахарсодержащего раствора и известкового молока.

Применение предлагаемого способа очистки сахарсодержащего раствора позволяет уменьшить расход фосфатидов растительного масла в 33,3-41,6 раза и увеличить скорость гашения извести в 2,0-2,4 раза по сравнению с известным способом. Вязкость известкового молока, приготовленного по предлагаемому способу, меньше вязкости известкового молока, приготовленного по известному способу в 1,6-2,0 раза. Очистка сахарсодержащего раствора по предлагаемому способу приводит к увеличению скорости фильтрования в 1,4-2,7 раза, а скорости отстаивания - в 1,3-1,6 раза по сравнению с известным способом. Цветность очищенного сахарсодержащего раствора уменьшается в 1,2-1,4 раза. Чистота очищенного сахарсодержащего раствора увеличивается на 0,4-0,5 ед.

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к способам очистки сахарсодержащего раствора. Способ очистки сахарсодержащего раствора предусматривает приготовление известкового молока с добавкой поверхностно-активного вещества - фосфатидов растительного масла, введение известкового молока в сахарсодержащий раствор, первую сатурацию, введение известкового молока, вторую сатурацию и фильтрование. Известь гасят водой и готовое известковое молоко делят на две части. Одну часть, составляющую 3/4 от всей массы известкового молока, смешивают с фосфатидами растительного масла в количестве 0,03-0,12% к массе извести и подают в неочищенный сахарсодержащий раствор. Остальную часть известкового молока без фосфатидов подают в сахарсодержащий раствор перед его второй сатурацией. Изобретение обеспечивает уменьшение расхода ПАВ и увеличение скорости гашения извести в 2,0-2,4 раза по сравнению с известным способом. Вязкость известкового молока, приготовленного по предложенному способу, меньше вязкости известкового молока, приготовленного по известному способу, в 1,6-2,0 раза. В результате очистки улучшается качество очищенного сахарсодержащего раствора. 1 ил., 2 табл.

Способ очистки сахарсодержащего раствора, предусматривающий приготовление известкового молока путем гашения извести водой, введение фосфатидов растительного масла, дефекацию сахарсодержащего раствора, первую сатурацию, вторую сатурацию и фильтрование, отличающийся тем, что приготовленное известковое молоко делят на две части и фосфатиды растительного масла в количестве 0,03-0,12% к массе негашеной извести вводят в одну из частей, составляющую 3/4 от всей массы известкового молока, и направляют на дефекацию сахарсодержащего раствора, а другую, остальную часть без фосфатидов растительного масла вводят в сахарсодержащий раствор перед второй сатурацией.