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

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к технологии очистки диффузионного сока.

Известен способ очистки диффузионного сока (UА 18177 А, С 13 D 3/02, 31.10.97, бюл. 5), который предусматривает предварительную одновременную обработку диффузионного сока острым паром с давлением 0,20-0,24 МПа в количестве 0,8-1,0% к массе сока и сгущенной суспензией осадка сока II сатурации, преддефекацию, основную дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, II сатурацию, фильтрацию.

К недостаткам этого способа следует отнести неполную коагуляцию веществ коллоидной дисперсности (ВКД) и высокомолекулярных соединений (ВМС) из-за малого количества свободных ионов кальция в возвращаемой суспензии осадка сока II сатурации, а также слабую адсорбционную способность частиц карбоната кальция в составе осадка. В результате термической и гидродинамической обработки диффузионного сока паром происходит распад ассоциированных и комплексных соединений на составные части, способные более активно связывать воду, то есть повышается гидратированность осадка.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки диффузионного сока (RU 1838420, С 13 D 3/02, 30.08.93, бюл. 35), предусматривающий смешивание диффузионного сока с активированной суспензией осадка сока II сатурации, преддефекацию, основную дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией, II сатурацию, сгущение суспензии осадка сока II сатурации и ее активацию путем сатурирования до рН 7,5-8,0 с последующим возвратом в диффузионный сок до преддефекации.

Недостатком этого способа является незначительный массообмен, то есть скорость и равномерность перемешивания недостаточны для интенсивного взаимодействия высокомолекулярных соединений (ВМС) и веществ коллоидной степени дисперсности (ВКД) диффузионного сока с активированной суспензией осадка сока II сатурации, при этом крупные молекулы ВМС и ВКД имеют слабые заряды и не подготовлены к осаждению на заряженных частицах карбоната кальция, что приводит к обрарыхлого гидрофильного осадка.

Технический результат изобретения заключается в повышении чистоты очищенного сока и эффекта очистки путем увеличения полноты осаждения ВМС и ВКД, а также улучшения седиментационно-фильтрационных свойств осадка.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе очистки диффузионного сока, предусматривающем смешивание диффузионного сока с активированной суспензией осадка сока II сатурации в смесителе, предварительную дефекацию, основную дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией, II сатурацию, сгущение суспензии осадка сока II сатурации, ее активацию путем сатурирования до рН 7,5-8,0 и возврат в диффузионный сок, смешивание диффузионного сока с активированной суспензией осадка сока II сатурации проводят одновременно с подачей в смеситель острого пара с давлением 0,20-0,24 МПа в количестве 0,8-1,0% к массе свеклы, при этом смесь выдерживают перед предварительной дефекацией в течение 3-5 мин.

Способ очистки диффузионного сока осуществляют следующим способом.

Диффузионный сок, нагретый до температуры 75-80^oС, смешивают с активированной суспензией осадка сока II сатурации с одновременной подачей в смеситель острого пара с давлением 0,20-0,24 МПа в количестве 0,8-1,0% к массе свеклы, после чего смесь выдерживают в дозревателе при медленном перемешивании в течение 3-5 мин для достижения эффекта сенсибилизации - концентрирования осаждаемых несахаров вокруг положительно заряженных частиц активированного осадка CaCO₃. Затем осуществляют прогрессивную предварительную дефекацию в течение 15 мин в количестве 0,25-0,30% СаО к массе свеклы, проводят основную дефекацию с добавлением 1,2-1,4% СаО к массе свеклы в течение 10-20 мин, I сатурацию осуществляют до щелочности сока по фенолфталеину 0,07-0,08% СаО и направляют смесь на фильтрацию. После отделения осадка в фильтрат добавляют 0,3-0,4% СаО и выдерживают 5 мин, после чего проводят II сатурацию до рН 9,0-9,5 и отделяют суспензию осадка. Активацию сгущенной суспензии проводят путем сатурирования до рН 7,5-8,0. Полученную активированную суспензию возвращают в смеситель для смешивания с диффузионным соком и паром.

Известно, что процессы очистки диффузионного сока сопровождаются образованием комплексных соединений разной степени устойчивости, на что затрачивается тепловая и химическая энергия. В результате термической и гидродинамической обработки диффузионного сока острым паром происходит разрушение ассоциатов несахаров (ВМС, ВКД, белково-пектинового комплекса) с образованием промежуточных, очень реакционноспособных продуктов различной природы (радикальных, ионных и молекулярных), которые активно связывают воду, то есть повышают гидратацию. В результате на преддефекации образуется рыхлый, гидрофильный, трудноотделяемый осадок. Препятствовать этому можно путем введения ионов кадьция. Для этого во время паровой обработки диффузионного сока подают активированную суспензию осадка сока II сатурации, содержащую большое количество ионов кальция, которые в момент распада комплексов будут связываться с образующимися продуктами распада. В результате происходит максимальная дегидратация осадка на стадии его формирования с образованием плотной компактной структуры, легкоотделяемой и устойчивой к отрицательному воздействию высокой щелочности на последующих стадиях очистки сока. Добавление к диффузионному соку во время паровой обработки неактивированной суспензии осадка сока II сатурации не дает такого эффекта, так как содержание в ней растворенных двухзарядных ионов кальция невелико.

Процесс активации суспензии осадка сока II сатурации путем сатурирования до рН 7,5-8,0 многократно увеличивает содержание растворенных двухзарядных ионов кальция без увеличения рН среды, что обеспечивает снижение диссоциации карбоксильных групп высокомолекулярных соединений и способствует лучшему осаждению коллоидно-диспергированных несахаров диффузионного сока.

Подача острого пара по всему объему смеси в виде многочисленных мелкодисперсных струй способствует интенсификации массообмена за счет лучшего перемешивания смеси диффузионного сока и активированной суспензии. Относительно малое количество пара 0,8-1,0% к массе свеклы и кратковременность обработки в течение 1-2 с позволяют избежать термического разложения сахарозы, так как температура смеси повышается незначительно - не более 5^oС выше температуры поступающего диффузионного сока.

После совместной обработки диффузионного сока паром и активированной суспензией проводят выдерживание смеси в дозревателе или в первой секции аппарата Бригель-Мюллера в течение 3-5 мин для завершения процесса сенсибилизации концентрирования осаждаемых несахаров вокруг положительно заряженных частиц активированного осадка СаСО₃ суспензии и последующего их осаждения на прогрессивной предварительной дефекации с образованием осадка с компактной структурой, обладающего высокими седиментационно-фильтрационными свойствами, устойчивого к отрицательному воздействию высокой щелочности и температуры на последующих стадиях очистки.

Таким образом, проложенный способ очистки диффузионного сока позволяет повысить полноту осаждения несахаров диффузионного сока и улучшить седиментационно-фильтрационные свойства осадка, в результате чего повышается чистота очищенного сока на 0,4-0,7%, эффект очистки возрастает на 3-5%.

Пример.

Пробу диффузионного сока с содержанием сухих веществ СВ = 14,2%, чистотой Ч = 85,6% делят на четыре части. Одну часть нагревают до температуры 80^oС и обрабатывают в смесителе острым паром после второго корпуса выпарной установки с давлением 0,20 МПа в количестве 0,9% к массе свеклы при одновременном введении активированной суспензии осадка сока II сатурации с рН 7,5. Далее смесь выдерживают в сборнике-дозревателе в течение 4 мин, затем проводят прогрессивную предварительную дефекацию известью в количестве 0,3% СаО к массе свеклы в течение 15 мин. В преддефекованном соке определяют скорость седиментации S₅ = 4,8 см/мин, объем осадка через 25 мин отстаивания - V₂₅ = 17,5%. Далее проводят основную дефекацию с добавлением 1,3% СаО к массе свеклы в течение 10 мин, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией с добавлением 0,3% СаО к массе свеклы в течение 5 мин. После этого проводят II сатурацию и отделяют полученную суспензию осадка фильтрованием. Активацию сгущенной суспензии осуществляют путем сатурирования до рН 7,5, затем активированную суспензию возвращают на смешивание с диффузионным соком.

В результате очищенный сок имеет следующие показатели:
- чистота Ч = 90,7%,
- содержание солей кальция - 0,170% на 100 СВ,
- содержание веществ коллоидной дисперсности - 0,152% к массе сока,
- эффект очистки - 39,1%.

Параллельно проводят очистку другой части диффузионного сока по известному способу. В примерах 2 и 3 очистку проводят аналогично примеру 1 с давлением пара 0,22 и 0,24 МПа. Чистота диффузионного сока, содержание в нем сухих веществ, а также расход пара (0,9%) во всех примерах одинаковы.

Полученные результаты приведены в таблице.

Из представленных в таблице результатов видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет улучшить седиментационные свойства преддефекационного осадка, повысить эффект очистки сока на 3-5%, чистоту сока после очистки на 0,4-0,7%, при этом существенно улучшив и другие качественные показатели сока II сатурации.

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к технологии очистки диффузионного сока. Предложенный способ предусматривает смешивание диффузионного сока с активированной суспензией осадка сока II сатурации в смесителе одновременно с подачей в смеситель острого пара с давлением 0,20-0,24 МПа в количестве 0,8-1,0% к массе свеклы. Смесь выдерживают в течение 3-5 мин. Затем проводят предварительную дефекацию, основную дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией, II сатурацию. Суспензию осадка сока II сатурации сгущают и активируют путем сатурирования до рН 7,5-8,0 и направляют на смешивание с диффузионным соком. Изобретение позволяет повысить полноту осаждения несахаров диффузионного сока и улучшить седиментационно-фильтрационные свойства осадка, в результате чего повышается чистота очищенного сока на 0,4-0,7%, эффект очистки возрастает на 3-5%. 1 табл.

Способ очистки диффузионного сока, предусматривающий смешивание диффузионного сока с активированной суспензией осадка сока II сатурации в смесителе, предварительную дефекацию, основную дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией, II сатурацию, сгущение суспензии осадка сока II сатурации, ее активацию путем сатурирования до рН 7,5-8,0 и возврат в диффузионный сок, отличающийся тем, что смешивание диффузионного сока с активированной суспензией осадка сока II сатурации проводят одновременно с подачей в смеситель острого пара с давлением 0,20-0,24 МПа в количестве 0,8-1,0% к массе свеклы, при этом полученную смесь выдерживают перед предварительной дефекацией в течение 3-5 мин.