СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА САХАРА Российский патент 2008 года по МПК C13F1/02 C13D3/02 

Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано при совместной переработке сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца.

Известен способ производства сахара, предусматривающий фильтрацию сока первой сатурации, клерование сахара-сырца этим фильтрованным соком в клеровочной мешалке, последующее смешивание клеровки с фильтрованным соком первой сатурации, дефекацию смеси, вторую сатурацию, фильтрацию, сульфитацию, фильтрацию и выпаривание очищенной смеси, в процессе клерования в мешалку вводят хлорную известь в количестве 0,05-0,10% к массе сахара-сырца и керамзитовый порошок в количестве 0,3-0,5% к массе сахара-сырца (патент 2269575 RU, 10.02.2006).

Недостаток этого способа заключается в неполном удалении высокомолекулярных соединений из очищаемой смеси клеровки сахара-сырца и сока первой сатурации.

Технический результат предложенного способа заключается в снижении содержания высокомолекулярных соединений в смеси клеровки сахара-сырца и сока первой сатурации, повышении эффекта удаления несахаров, улучшении качества смеси клеровки сахара-сырца и сока первой сатурации.

Технический результат достигается тем, что в способе производства сахара, включающем фильтрацию сока первой сатурации, клерование сахара-сырца этим фильтрованным соком в клеровочной мешалке при температуре 85-90°С и введение в мешалку хлорной извести в количестве 0,03-0,05% к массе сахара-сырца и 0,3-0,5% к его массе мелкодисперсного керамзитового порошка, смешивание полученной клеровки с фильтрованным соком первой сатурации, дефекацию смеси, сатурацию, фильтрацию, сульфитацию, фильтрацию и выпаривание очищенной смеси с получением сиропа, новым является то, что клеровку, содержащую хлорную известь и керамзитовый порошок, подвергают обработке импульсным магнитным полем с индукцией 0,30-0,35 Тл в течение 9-10 секунд и затем направляют на смешивание с указанным соком первой сатурации.

Способ осуществляют следующим образом.

В клеровочную мешалку к тростниковому сахару-сырцу добавляют фильтрованный сок первой сатурации до достижения СВ 35-40%. В мешалку вводят хлорную известь в количестве 0,03-0,05% к массе сахара-сырца и 0,3-0,5% к массе сахара-сырца мелкодисперсного керамзитового порошка. Смесь обрабатывают импульсным магнитным полем индукцией 0,30-0,35 Тл в течение 9-10 с. Одновременное клерование и обработку клеровки хлорной известью и керамзитовым порошком проводят при температуре 85-90°С в течение 10-15 минут. Обработанную таким образом клеровку сахара-сырца смешивают с фильтрованным соком первой сатурации, смесь нагревают до температуры 85-90°С, проводят дефекацию 0,2-0,3% СаО к массе свеклы в течение 5-6 минут, вторую сатурацию до pH 9,0-9,2, фильтрацию, сульфитацию до pH 8,2-8,5, фильтрацию, выпариванию до сиропа с содержанием СВ 60-65%.

Предложенный способ позволяет повысить эффект удаления несахаров в процессе очистки смеси клеровки сахара-сырца и сока первой сатурации по сравнению с известным способом. Это объясняется тем, что введение хлорной извести позволяет уже в процессе клерования сахара-сырца частично провести деполимеризацию ВМС, в том числе декстрана. Обработка импульсным магнитным полем способствует формированию активных связей высокомолекулярных соединений и хлорной извести на уровне спинов, что значительно интенсифицирует их деполимеризацию и позволяет адсорбировать полученные фрагменты ВМС и красящих веществ на частицах керамзитового порошка. Расход хлорной извести на очистку снижается в 2 раза по сравнению с прототипом

Возможность использования магнитных полей обусловлена тем, что молекулы несахаров имеют радикалы с неспаренными электронами, у которых спины находятся в триплетном состоянии (т.е. спины направлены в одну сторону). Действие магнитного поля на растворы обеспечивает вращение электронов и становление спинов в противоположное направление (синглетное состояние). При этом возникают дополнительные радикальные связи, которые влекут за собой коагуляцию и выпадение в осадок несахаров.

При воздействии магнитных полей происходит вращение электрона по часовой или против часовой стрелки, т.е. спин меняет свое направление. У электронов определенных радикалов несахаров спины оказываются направленными в разные стороны. Радикальная реакция (т.е. образование радикальной пары) возможна только в синглетном состоянии. Поэтому, как только такое состояние достигнуто, данные молекулы притягиваются друг к другу, электроны спариваются и образуется химическая связь.

Чтобы изменить направление спина, для электронов различных радикалов несахаров требуется разное время воздействия магнитных полей и разная магнитная индукция.

Этим можно объяснить зависимость эффекта очистки сахарсодержащих растворов от продолжительности обработки сока при различной магнитной индукции. При установлении оптимальных параметров воздействия магнитных полей на сахарные растворы в них находится большее количество противоположно направленных спинов, образуется больше спаренных электронов, молекулы несахаров приобретают большую молекулярную массу и интенсивнее выпадают в осадок. Магнитное поле активно действует на спины неспаренных электронов, которые имеются у свободных радикалов молекул различных несахаров.

При воздействии магнитных полей на сахарные растворы менее 9 с электроны не успевают разворачиваться, спины остаются в изначальном триплетном состоянии и образования химической связи не происходит.

При воздействии магнитных полей на сахарные растворы более 10 с происходит вращение и тех электронов, у которых изменение направления спина нежелательно. Таким образом, в растворе сохраняется большое количество молекул, электроны которых имеют спины в триплетном состоянии.

Обрабатывая сахарные растворы импульсным магнитным полем низкой индукции, т.е. менее 0,3 Тл, требуется большое количество времени, и происходит "опрокидывание" спинов только у тех электронов, которым такой индукции достаточно для изменения направления вращения.

При увеличении магнитной индукции до 0,35 Тл большинству электронов радикалов несахаров достаточно обработки в импульсном магнитном поле в течение 10 с для изменения направления спина. Происходит больше радикальных реакций и наиболее полное осаждение различных групп несахаров. Дальнейшая известково-углекислотная очистка способствует более полному удалению этих несахаров, и эффект очистки возрастает по сравнению с эффектом очистки, полученным при обработке сахарсодержащих растворов по прототипу без применения импульсных магнитных полей.

Способ производства сахара поясняется следующими примерами.

Пример.

Тростниковый сахар-сырец в количестве 50 г клеруют при температуре 87°С добавлением к нему 130 см³ фильтрованного сока первой сатурации, 0,03 г хлорной извести и 0,2 г мелкодисперсного керамзитового порошка. Смесь обрабатывают импульсным магнитным полем индукцией 0,3 Тл в течение 10 с. После чего смесь в течение 12 минут клеруют при интенсивном перемешивании. Обработанную таким образом клеровку с содержанием СВ 37% смешивают с 1000 см³ фильтрованного сока первой сатурации, добавляют к смеси 0,25% СаО к массе свеклы, нагревают до 90°С, выдерживают в течение 5 минут, сатурируют до pH 9,1, фильтруют, сульфитируют до pH 8,2, фильтруют и сгущают до получения сиропа с СВ 60,2%.

Качественные показатели сиропа: Чистота 94,3% Цветность 12,6 ус. ед. Содержание ВМС 0,084% Содержание солей кальция 0,092% 

Пример (прототип)

Тростниковый сахар-сырец в количестве 50 г клеруют при температуре 87°С добавлением к нему 130 см³ фильтрованного сока первой сатурации, 0,06 г хлорной извести и 0,2 г мелкодисперсного керамзитового порошка в течение 12 минут при интенсивном перемешивании. Обработанную таким образом клеровку с содержанием СВ 37% смешивают с 1000 см³ фильтрованного сока первой сатурации, добавляют к смеси 0,25% СаО к массе свеклы, нагревают до 90°С, выдерживают в течение 5 минут, сатурируют до рН 9,1, фильтруют, сульфитируют до рН 8,2, фильтруют и сгущают до получения сиропа с СВ 60,2%.

Качественные показатели сиропа: Чистота 93,1% Цветность 14,6 ус.ед. Содержание ВМС 0,104% Содержание солей кальция 0,112% 

Как следует из примеров, предложенный способ дает возможность повысить по сравнению с прототипом эффект очистки на 1,0-1,5%, снизить содержание ВМС и солей кальция на 20-25%, понизить на такую же величину цветность сиропа и уменьшить при этом расход хлорной извести в два раза.

Обрабатывая сахарные растворы импульсным магнитным полем низкой индукции, т.е. менее 0,3 Тл, требуется большее количество времени, и происходит "опрокидывание" спинов только у тех электронов, которым такой индукции достаточно для изменения направления вращения.

При увеличении магнитной индукции свыше 0,35 Тл у большинства электронов радикалов несахаров происходит обратное изменение направления спина, что уменьшает количество радикальных реакций, а также уменьшается осаждение различных групп несахаров.

Предложенный способ производства сахара позволяет:

снизить количество солей кальция и ВМС в сиропе;

уменьшить цветность сиропа;

увеличить чистоту сиропа;

повысить выход сахара-песка товарного качества.

Изобретение относится к сахарному производству. Способ предусматривает фильтрацию сока первой сатурации, клерование сахара-сырца этим фильтрованным соком в клеровочной мешалке при температуре 85-90°С и введении в мешалку хлорной извести в количестве 0,03-0,05% к массе сахара-сырца и 0,3-0,5% к его массе мелкодисперсного керамзитового порошка. Смешивают полученную клеровку с фильтрованным соком первой сатурации, проводят дефекацию смеси, сатурацию, фильтрацию, сульфитацию, фильтрацию и выпаривание очищенной смеси с получением сиропа. Клеровку, содержащую хлорную известь и керамзитовый порошок, подвергают обработке импульсным магнитным полем с индукцией 0,30-0,35 Тл в течение 9-10 секунд и затем направляют на смешивание с указанным соком первой сатурации. Предложенный способ производства сахара обеспечивает снижение количества солей кальция и высокомолекулярных соединений в сиропе, уменьшение цветности сиропа и увеличение его чистоты.

Способ производства сахара, предусматривающий фильтрацию сока первой сатурации, клерование сахара-сырца этим фильтрованным соком в клеровочной мешалке при температуре 85-90°С и введении в мешалку хлорной извести в количестве 0,03-0,05% к массе сахара-сырца и 0,3-0,5% к его массе мелкодисперсного керамзитового порошка, смешивание полученной клеровки с фильтрованным соком первой сатурации, дефекацию смеси, сатурацию, фильтрацию, сульфитацию, фильтрацию и выпаривание очищенной смеси с получением сиропа, отличающийся тем, что клеровку содержащую хлорную известь и керамзитовый порошок, подвергают обработке импульсным магнитным полем с индукцией 0,30-0,35 Тл в течение 9-10 с и затем направляют на смешивание с указанным соком первой сатурации.