СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА Российский патент 2002 года по МПК C13D3/02 C13D3/18 

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам очистки диффузионного сока, результатом которого является снижение расхода извести на очистку и снижение энергозатрат на электрообработку диффузионного сока.

Известен способ очистки диффузионного сока, который предусматривает его преддефекацию, дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией. II сатурацию, фильтрацию, сгущение суспензии осадка сока II сатурации. Сгущенную суспензию осадка сока II сатурации активируют всем количеством извести, расходуемым на преддефекацию (0,24% СаО к массе сока) и прогрессивно подают на преддефекацию (Сахарная промышленность, 5, 1984, с.22-25).

Способ является достаточно сложным и требует большого расхода извести на очистку.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий осаждение в нем белковых соединений путем воздействия на сок постоянным электрическим полем при напряженности электрического поля не менее 5,0 В/см, температуре процесса 60^oС, длительности 5 минут. Затем сок нагревают до 85^oС, проводят основную дефекацию добавлением 2,5% СаО к массе свеклы и выдерживают в течение 10 минут.

Затем проводят первую сатурацию до щелочности сока по фенолфталеину 0,08% СаО. Полученный сок первой сатурации фильтруют и осадок удаляют. Фильтрованный сок первой сатурации нагревают до 85^oС. После этого проводят вторую сатурацию до рН раствора 9,2 и отделяют осадок. (Лосева В.А., Кульнева Н. Г. Полупромышленные испытания электрообработки диффузионного сока // Журнал - Сахарная промышленность 2, 1996. с.7-9).

Известный способ требует для обеспечения высокой степени очистки создания на электродах разности потенциалов более 500 В при обработке порядка 10 м³ диффузионного сока, так как при меньшей разности потенциалов постоянное электрическое поле не может обеспечить такую степень поляризации белков, при которой происходит соединение со всеми находящимися в растворе нерастворимыми солями щелочных и щелочноземельных металлов. Кроме того, процесс электролиза всегда сопровождается износом электродов. Создание столь значительной разности потенциалов приводит к существенному энергопотреблению. Так для обработки 10 м³ необходимо затратить 60 Вт•ч. Способ требует большого расхода извести.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении расхода извести, и снижении энергозатрат на процесс очистки диффузионного сока.

Этот результат достигается тем, что осаждение белковых соединений производят путем воздействия на него электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона или частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 минут.

Как показал обзор патентно-технической литературы, нигде раньше для обработки диффузионного сока не применялось электромагнитное поле амплитудно-модулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или частотно-модулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или фазомодулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, дополнительно амплитудно-манипулированное прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Предложенный способ заключается в следующем. Диффузионный сок с температурой 55-85^oС подается в устройство для осаждения в нем белковых соединений, представляющее собой заземленную емкость выполненную из стали, в которой находится излучатель расположенный так, чтобы максимальное число линий магнитной индукции электромагнитного поля пронизывало объем емкости заполненный диффузионным соком. На излучатель подаются электромагнитные колебания. Воздействие производят электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 минут.

При воздействии электромагнитного поля с указанными параметрами происходит резонансное поглощение энергии поля атомами щелочных и щелочноземельных элементов и изменение спиновой ориентации валентных электронов этих атомов. В результате происходит изменение скоростей химических реакций (Кузнецов А. Н. , Ванаг В.К. Механизм действия магнитных полей на биологические системы. Серия биологическая 6, 1987. С.814-825.). В частности, электромагнитное поле ускоряет химические реакции соединения белков с находящимися в диффузионном соке ионами щелочных и щелочноземельных металлов. В результате часть белка, находящегося в соке, выпадает в осадок.

Затем диффузионный сок направляют на дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, вторую сатурацию и фильтрацию.

В результате затраты извести на очистку диффузионного сока уменьшаются в 1,7 раза при уменьшении энергопотребления в несколько раз.

Пример 1. Берут 10 м³ диффузионного сока при температуре 60^oС со следующими параметрами: чистота (Ч) - 84,7%, сухие вещества (Св) -12,4%, содержание сахарозы (Сх) - 10,5%, помещают его в опытную установку и воздействуют на него электромагнитным полем с частотой несущей Г_н=10 кГц амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц, дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс в течение 60 минут при напряженности поля 120 А/м. При этом потребление электроэнергии составляет 7 Вт•ч.

После этого сок нагревают до 85^oС, проводят дефекацию добавлением 1,5% СаО к массе свеклы и выдерживают 10 минут.

Затем проводят первую сатурацию до щелочности сока по фенолфталеину 0,08% СаО. Полученный сок первой сатурации фильтруют и осадок удаляют. Фильтрованный сок первой сатурации нагревают до 85^oС. После этого проводят вторую сатурацию до рН раствора 9,2 и отделяют осадок.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей 10 кГц частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс, в течение 10 минут при напряженности поля 700 А/м. При этом потребление электроэнергии составляет 10 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей 10 кГц фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс, в течение 10 минут при напряженности поля 1400 А/м. При этом потребление электроэнергии составляет 15 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы.

Параллельно диффузионный сок с параметрами, указанными в примере 1, подвергают очистке согласно известному (прототипу) способу, потребление электроэнергии при этом составляет 60 Вт•ч, и расход извести 2,5% к массе свеклы.

Таким образом, предложенный способ позволяет снизить расход извести на очистку диффузионного сока на 1% СаО и уменьшить энергозатраты в 5 раз.

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам очистки диффузионного сока. Способ очистки диффузионного сока предусматривает осаждение в нем белковых соединений, дефекацию, первую сатурацию, отделение осадка от сока, вторую сатурацию и фильтрацию. Осаждение белковых соединений производят путем воздействия на него электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс. Напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м и длительность воздействия 10-60 минут. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат на процесс и расход извести на дефекацию.

Способ очистки диффузионного сока, предусматривающий осаждение в нем белковых соединений, дефекацию, первую сатурацию, отделение осадка от сока, вторую сатурацию и фильтрацию, отличающийся тем, что осаждение белковых соединений производят путем воздействия на него электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, дополнительно амплитудно-манипулированным прямоугольными импульсами длительностью 15-200 мс и длительностью паузы между импульсами 10-50 мс, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 мин.