СПОСОБ ОЧИСТКИ СОКА Российский патент 2013 года по МПК C13B20/00 C13B20/02 C13B20/04 

Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано при переработке сахарной свеклы.

Известен способ очистки сока, предусматривающий смешивание диффузионного сока и извести при противоточном их движении в аппарате с повышением щелочности сока в несколько стадий, дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II второй сатурацией, вторую сатурацию, фильтрацию /Сапронова А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. 431 с./.

Недостатком этого способа является неполное удаление высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ из сока и, как следствие, недостаточно высокий эффект очистки.

Для повышения эффекта удаления высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ из сока и улучшении фильтрационно-седиментационных свойств сатурационных соков предлагается при достижении на предварительной дефекации pH 7,5-8,2 проводить одновременную дефекосатурацию при этом значении pH с расходом извести на дефекосатурацию 0,20-0,25% CaO к массе свеклы /А.c. SU 1406168, C13D 3/02. Опубл. 30.06.1988. Бюл. №24/.

Недостатком способа является недостаточно высокий эффект очистки диффузионного сока от несахаров.

Технический результат предложенного способа заключается в снижении содержания высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ в очищенном соке. Он достигается тем, что в предложенном способе предлагается использовать импульсное магнитное поле для обработки сока перед направлением его на дефекосатурацию.

Величина магнитной индукции при обработке составляет 0,25-0,30 Тл. Длительность обработки импульсным магнитным полем 2-3 секунды.

Эффективность очистки сока в предлагаемом способе достигается за счет того, что обработка проводится в зоне метастабильной неустойчивости высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ диффузионного сока. Эти вещества заряжены отрицательно, т.е. способны воспринимать влияние магнитного поля. Под воздействием импульсного магнитного поля происходит пространственная ориентация высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ, молекулы становятся более доступными для взаимодействия с ионами кальция. В ходе магнитной обработки происходит частичное разрушение гидратной оболочки вокруг высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ. Все это способствует улучшению условий коагуляции высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ. Получаемый осадок имеет плотную, компактную структуру, которая препятствует пептизации такого осадка в условиях высокой щелочности на основной дефекации, улучшая фильтрационно-седиментационные свойства сатурационных соков.

Способ осуществляют следующим образом.

Диффузионный сок подвергают прогрессивной предварительной дефекации в многосекционном преддефекаторе, разделенном на секции перегородками, при температуре 58-62°C в течение 12-15 минут. Расход извести на прогрессивной предварительной дефекации составляет 10-15% от общего расхода извести на очистку. Общий расход извести на очистку составляет 90% к массе несахаров диффузионного сока. Для очистки используют известковое молоко плотностью 1,19 г/см³. При достижении pH на прогрессивной предварительной дефекации 8,5-8,6 сок подвергают воздействию импульсного магнитного поля с индукцией 0,25-0,30 Тл в течение 2-3 с. Для чего отбирают сок из секции преддефекатора, где pH сока 8,5-8,6, направляют в аппарат, оснащенный устройством, создающим импульсное магнитное поле с заданными параметрами. После магнитной обработки сок подвергается одновременной дефекосатурационной обработке при постоянном pH 8,5-8,6 и расходом извести 0,20-0,25% СаО к массе свеклы и затем сок подается в следующую секцию преддефекатора. После чего pH сока плавно увеличивается до оптимального значения pH 10,8-11,2. Обработанный таким образом сок после преддефекации подвергают комбинированной основной дефекации с использованием 60-65% извести. Проводятся теплая дефекация при температуре 58-62°C в течение 18-22 минут и горячая основная дефекация в течение 9-10 минут при температуре 83-86°C. После чего сок подвергают первой сатурации, т.е. сатурируют в течение 9-10 минут до pH 10,8-11,2. Затем сок фильтруют, подвергают дефекации перед второй сатурацией в течение 4,5-5 минут при температуре 92-96°C и с расходом известкового молока 20-25% от общего расхода извести на очистку. Сок сатурируют (вторая сатурация) до pH 9,3-9,5, фильтруют.

Предложенный способ позволяет повысить эффект удаления несахаров в процессе очистки, в частности высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ из преддефекованного сока и фильтрованного сока 2 сатурации, по сравнению с известным способом. Это объясняется тем, что высокомолекулярные соединения и коллоидные вещества активно коагулируют под воздействием импульсного магнитного поля при достижении pH на прогрессивной предварительной дефекации 8,5-8,6.

При применении импульсного магнитного поля можно усилить метастабильное состояние высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ, т.е. целесообразнее всего обрабатывать сок при pH близком к 8,5. Это позволит эффективно использовать карбонатный возврат (например, суспензию сока 2 сатурации). Из-за повышения проникающей способности ионов кальция внутрь белковых молекул и образования между ними карбонатных мостиков, можно улучшить структуру осадка, что приведет к более полному удалению несахаров из сока, уменьшит пептизацию несахаров на дефекации и повысит эффект очистки на дефекосатурации. Проведение одновременной дефекосатурации сразу же после магнитной обработки позволит значительно повысить эффективность как самой дефекосатурации, так и магнитной обработки. Полученный в ходе одновременной дефекосатурации осадок будет обладать хорошими антипептизационными свойствами в условиях основной дефекации

Последующие дефекация и сатурация позволяют полнее адсорбировать несахара, сформировать крупнозернистый осадок, с высокими фильтрационными свойствами сока первой сатурации. Это приводит к удалению большего количества различных групп несахаров, увеличению эффекта дефекосатурационной очистки.

Пример №1. Очистка сока по предлагаемому способу.

Диффузионный сок с чистотой 83,1% подвергают прогрессивной предварительной дефекации в многосекционном преддефекаторе при температуре 60°C в течение 14 минут. Расход извести на прогрессивной предварительной дефекации составляет 15% от общего расхода извести на очистку, который составляет 90% к массе несахаров диффузионного сока. Для очистки используют известковое молоко плотностью 1,19 г/см³. При достижении pH на прогрессивной предварительной дефекации 8,6 сок подвергают воздействию импульсного магнитного поля с индукцией 0,30 Тл в течение 2 с. Для чего отбирают сок из секции преддефекатора, где pH сока 8,6, направляют в аппарат, оснащенный устройством, создающим импульсное магнитное поле с заданными параметрами. Затем сок подвергают воздействию импульсного магнитного поля с индукцией 0,30 Тл в течение 2 с. в аппарате, оснащенный устройством, создающим импульсное магнитное поле с заданными параметрами. После магнитной обработки сок подвергается одновременной дефекосатурационной обработке при постоянном pH 8,5-8,6 и расходом извести 0,20-0,25% CaO к массе свеклы и затем подается в следующую секцию преддефекатора, из которого сок был отобран. После чего pH сока плавно увеличивается до оптимального значения pH 10,8-11,2. Обработанный таким образом сок после преддефекации подвергают комбинированной основной дефекации с использованием 65% известкового молока: теплая основная дефекация при температуре 60°C в течение 20 минут и горячая основная дефекация в течение 10 минут при температуре 85°C,. После основной дефекации сок подвергают первой сатурации в течение 10 минут до pH 11,2, фильтрации, дефекации перед второй сатурацией в течение 5 минут при температуре 95°C и с расходом известкового молока 20% от общего расхода извести на очистку. Сок сатурируют (вторая сатурация) до pH 9,5, фильтруют.

Качественные показатели соков следующие:

1. преддефекованный сок - скорость отстаивания S₅ 5,9 см/мин,

2. сок 1 сатурации - скорость отстаивания S₅ 3,9 см/мин

3. очищенный сок Ч 88,1%,

соли кальция 0,032%,

цветность 17,3 усл. ед.,

содержание ВМС 1,05%,

эффект очистки 33,4%.

Пример 2. Очистка сока по способу без магнитной обработки.

Диффузионный сок с чистотой 83,1% подвергают прогрессивной предварительной дефекации в многосекционном преддефекаторе, разделенном на секции перегородками, при температуре 60°C в течение 14 минут. Расход извести на прогрессивной предварительной дефекации составляет 15% от общего расхода извести на очистку. Общий расход извести на очистку составляет 90% к массе несахаров диффузионного сока. Для очистки используют известковое молоко плотностью 1,19 г/см³. При достижении, на прогрессивной преддефекации pH 8,5-8,6 сок подвергается одновременной дефекосатурационной обработке при постоянном pH 8,5-8,6 и расходом извести 0,20-0,25% CaO к массе свеклы и затем подается в следующую секцию преддефекатора, из которого сок был отобран. После чего pH сока плавно увеличивается до оптимального значения pH 10,8-11,2.

Обработанный таким образом сок после преддефекации подвергают комбинированной основной дефекации с использованием 65% известкового молока. Теплая дефекация при температуре 60°C в течение 20 минут и горячей основной дефекации в течение 10 минут при температуре 85°C. После чего сок подвергают первой сатурации, т.е. сатурируют в течение 10 минут до pH 11,2. Затем сок фильтруют, подвергают дефекации перед второй сатурацией в течение 5 минут при температуре 95°C и с расходом известкового молока 20% от общего расхода извести на очистку. Сок сатурируют (вторая сатурация) до pH 9,5, фильтруют.

Качественные показатели соков следующие:

1. преддефекованный сок - скорость отстаивания S₅ 3,5 см/мин,

2. сок 1 сатурации - скорость отстаивания 2,4 см/мин.

3. очищенный сок Ч 87,2%,

соли кальция 0,039%,

цветность 24,2 усл. ед.,

содержание ВМС 1,39%,

эффект очистки 27,5%.

Как следует из экспериментальных данных, предложенный способ дает возможность повысить, по сравнению с прототипом, эффект очистки на 5,9%, снизить содержание ВМС и солей кальция на 18-20%, уменьшить цветность очищенного сока на 28-30%.

Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано при переработке сахарной свеклы. Для очистки сока его подвергают прогрессивной предварительной дефекации в преддефекаторе, при достижении pH 8,5-8,6 сок обрабатывают импульсным магнитным полем с индукцией 0,25-0,30 Тл в течение 2-3 секунд. Проводят одновременную дефекосатурационную обработку при постоянном pH 8,5-8,6 и расходом извести 0,20-0,25% CaO к массе свеклы. Сок направляют на дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед второй сатурацией, вторую сатурацию и фильтрацию. Способ позволяет снизить содержание высокомолекулярных соединений и коллоидных веществ в очищенном соке.

Способ очистки сока, характеризующийся тем, что сок подвергают прогрессивной предварительной дефекации в преддефекаторе, при достижении pH 8,5-8,6 на прогрессивной предварительной дефекации сок обрабатывают импульсным магнитным полем с индукцией 0,25-0,30 Тл в течение 2-3 с, после проводят одновременную дефекосатурационную обработку при постоянном pH 8,5-8,6 и расходом извести 0,20-0,25% CaO к массе свеклы, дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед второй сатурацией, вторую сатурацию, фильтрацию.