Способ очистки диффузионного сока Советский патент 1988 года по МПК C13D3/00 

4 Ю СП Сл

ю

Изобретение относится к технологии сахарного производства, а именно к технике очистки диффузионного сока известью и диоксидом углерода.

Целью изобретения является увеличение эффекта очистки диффузионного сока.

Способ осуществляют следугощим образом.

ДиффузионньпТ: сок поступает в пред- дефекатор, где сок подщелачивают известью до рН 11jO-l1,5, В зону с рН 8,0 - 9,5 поступает суспензия карбоната кальция после гидроциклонов и диспергирования При переливе из пред дефекатора в дефекатор к соку добавляют известковое молоко до щелочности 1,0-1,2% СаО. После этого сок нагревают до 85-90 С и проводят горячую дефекацию и первую сатурацию. Затем сок нагревают до 90° С и направляют в отстойник. Суспензия из отстойника поступает на вакуум-фильтр. Затем фильтрат и декантат очищают по обща-принятой схеме, а промытый осадок смывают водой в сатураторj где суспензию сатурируют до рН 5,5-855,

При сниже 1ии рН до 5,5-8 ,,5 наблюдается снижение прочности адсорбцртон ной связи скоагулированных несахаров и кристаллов карбоната кальция. Это дает возможность затем с помощью гидроциклонов полнее разделить несахара и карбонат кальция. Десорбция несахаров заметна при сатурации до рК 9,5, но достигает максимума, когда рН снижается до 8,5 и Hi-ше, Однако сатурация до рН ниже 5,5 не приводит к увеличению десорбции несахаров с поверхности карбоната кальция, в то же время более низкие значения рН труднодостижимы, так как угольная кислота неустойчива.и самопроизвольно разлагается с повышением рН до значений, близких к нейтральным мопроизвольному повышению рН также способствует наличие избытка карбо- ната кальция. Диапазон рН 555-8,5 легкодостижим и характеризуется достаточно полной десорбцией несахаров

После сатурации суспензию осадка подают насосом на гидроциклоны, где ее разделяют на суспензию карбоната кальция и суспензию несахаров. пензию карбоната кальция нап эавляют в диспергаторэ куда также добавляют известковое молоко до рН 11,0-12,, О и сахаросодержа щий продуктj например

осветлеиньй сок, второй оттек утфе- ля I или кларовку, до содержания сахарозы 5 20%. В присутствии из- вести и сахарозы карбонат кальция легко измельчается. При этом увеличивается его удельная поверхность и положительный заряд этой поверхности, т,е, адсорбционная способность. Акти- вированный таким образом карбонат .кальция направляют в одну или не сколько секций преддефекатора с рН 8,0-9,5,

При последующем смешивании очищен- ного карбоната кальция с известью до рН lljO-12,0 происходит достройка его кристаллической решетки ионами кальция j что придает.ему большую адсорбционную способность по отношению к не- сахар ам диффузионного сока. Особенно заметно возрастает адсорбционная спо собность карбоната кальция, если его подвергнуть диспергированию в присут- ствир извести и сакарозы. Известь и сахароза действуют как пептизаторы. В их присутствии даже при растирании карбоната кальция с водой можно значительно увеличить дисперсность получаемой суспензии и соответственно по- верхность адсорбции. Для диспергирования карбоната кальция в промышлен- нь х условиях можно применить, например кавитацию, шаровые мельницы и другие катоды. Так как выделенный с помощью гидроциклонов карбонат кальция является высокодисперсным, для его дальнейшего измельчения в присутствии извести и сахарозы требуется значительно меньше энергии, чем помоле известняка, но достигается более высокая степень дисперсности.

При рН 11,0 в растворе находится достаточно извести для повьппения по- ложительного заряда поверхности карбоната кальция, но ее пептизирующее действие еще слабо. Поэтому, если применяется вариант предлагаемого способа с диспергированием карбоната, прздпочтительнее оолее высокие значе- иия рН, Значение рН вьше 12,0 труднодостижимо,, требует значительного из- бытка извести и нецелесообразно, так как может привести, к повышению щелочности и рН в зоне ввода карбоната кальция на преддефекации вьше опти- ма-пьного значения 8,0-9,5

С увеличением концентрации сахарозы пептизирующий .ффект возрастает,

Концентрация менее 5% неэффективна. Ее увеличение свыше 20% связано с возвратом повышенных количеств концентрированных сахаросодержащих продуктов (сиропа, клеровки, оттеков), что может вызвать ухудшение качества сахара, затруднения в фильтровании и другие нежелательные явления.

тивная щелочность достирает значения 1% СаО. После этого сок нагревают от 40 до 85 С, выдерживают 10 мин и сатурируют до рН 11, переливают в цилиндр и осветляют-, фиксируя скорость осаждения и объем осадка. В пробе сока определяют также фильтрационный коэффициент, Декантат доводят цо вто

Изобретение относится к технологии сахарного производства, а именно к технике очистки диффузионного сока известью и диоксидом углерода. Целью изобретения является увеличение эффекта очистки диффузионного сока. Диффузионный сок подвергают предварительной, основной дефекации и сатурации. Полученный в процессе сатурации осадок .отделяют с последующим его промыванием и направляют на разделение в гидроциклонах, где суспензию карбоната кальция отделяют от суспензии несахаров. Суспензию карбоната кальция направляют на преддефе- кацию. При этом перед разделением в гидроциклонах суспензию промытого осадка сатурируют до рН 5,5-8,5. Отделенную суспензию карбоната кальция смешивают с известковым молоком до рН 11,0-12,0 и сахарсодержащим продуктом до содержания сахарозы 5-20%, после чего подвергают диспергированию. Полученную суспензию несахаров также смешивают с известковым молоком до рН 11,0-11,5 с последующим нагреванием до 80-95 С и повторным отделе- .нием несахаров. 6 табл. (О

20

Суспензия коагулята несахаров пос-10 РОЙ сатурации, фильтруют и определя- ле гидроциклонов постуцает в мешалку, ют эффект очистки, содержание солей где ее подщелачивают известковым молоком до рН 11,0-11,5, При этом неса- хара снова осаждаются известью, их ко- .агулят уплотняется. Затем суспензию

IQ

I подогревают до 80-95 С и направляют в отстойник. Сгущенную суспензию фильтруют на вакуум-фильтре. Осадок .во влажном виде или после сушки на- правляют потр.ебителям, а осветленная вода и фильтрат могут быть использованы для подщелачивания моечной воды.

Добавление извести к суспензии несахаров после гидроциклонов вызыва- ет повторную коагуляцию и уплотнение 25 разбавляют водой и отделяют карбонат, осадка. Этому способствует также на- как описано выше, только суспензию грев до 80-95°С и отсутствие сахарозы. После такой обработки осадок отделяют декантированием и фильтрованием. Для улучшения седиментации и фильтрации 30 возможно использование флокулянтов и перлита. Перлит в отличие от карбо- ната -кальция является инертным материалом и не растворяется при использокальция и оптическую плотность сока.

В пробе преддефекованного сока определяют скорость седиментации, 15 объем осадка и оптическую плотность.

Взвесь коагулята несахаров после отделения карбоната подщелачивают известью до рН 11,2, нагревают до 85 С, опредедяют скорость осаждения, объем осадка и фильтрационньй коэффициент.

Для сравнения тот же диффузионнъй сок очищают по известному способу. Для этого осадок с вакуум-фильтров

осадка перед отделением карбоната не сатурируют. К диффузионному соку добавляют суспензию карбоната до содержания общей извести 1,4% СаО, подщелачивают до рН 11,2 в течение 15 мин и затем очищают, как описано выше.

Сравнительные данные предлагаемого и известного способов приведены в

вании осадка в качестве кормовой добавки. При внесении осадка в почву в качестве удобрения перлит улучшает ее структуру.

Пример 1, Сатурационный осадок с вакууп-фильтров разбавляют дистиллированной водой до 10%-ной концентрации. Суспензию сатурируют до рН 7, после чего карбонат кальция отделяют в конической мешалке. Более легкую взвесь несахаров сливают в отдельный сосуд. Сгущенную суспензию карбоната снова разбавляют водой и отделяют остатки коагулята несахаров Очищенную таким образом суспензию карбоната подщелачивают известковым молоком до рН 11,4, после чего добавляют к диффузионному соку до содержания общей извести 1,4% СаО. рН сока достигает при этом 8,6. Затем к соку прогрессивно в течение 15 мин добавляют .известковое молоко до рН 11,2 и отбирают пробу для анализов. Остальное количество сока подщелачивают в один прием из расчета, что ак0

10 РОЙ сатурации, фильтруют и определя- ют эффект очистки, содержание солей

25 разбавляют водой и отделяют карбонат, как описано выше, только суспензию 30 кальция и оптическую плотность сока.

В пробе преддефекованного сока определяют скорость седиментации, 15 объем осадка и оптическую плотность.

Взвесь коагулята несахаров после отделения карбоната подщелачивают известью до рН 11,2, нагревают до 85 С, опредедяют скорость осаждения, объем осадка и фильтрационньй коэффициент.

Для сравнения тот же диффузионнъй сок очищают по известному способу. Для этого осадок с вакуум-фильтров

разбавляют водой и отделяют карбонат, как описано выше, только суспензию

осадка перед отделением карбоната не сатурируют. К диффузионному соку добавляют суспензию карбоната до содержания общей извести 1,4% СаО, подщелачивают до рН 11,2 в течение 15 мин и затем очищают, как описано выше.

Сравнительные данные предлагаемого и известного способов приведены в

табл. 1.

Из данных табл. 1 видно, что пред- лагаемьш способ по сравнению с известным обеспечивает лучшую коагуляцию несахаров на преддефекации, что особенно заметно по седиментационным показателям преддефекованного сока. Это позволяет увеличить почти на 49% эффект очистки и качество очищенного сока.

П р и м е р 2. Диффузионный сок с температурой 40°С прогрессивно поделачивают в течение 15 мин 0,3% СаО до рН 11,2, Сок нагревают до 85 С и подвергают основной дефекации 1,0% СаО в течение 10 мин, после чего сатурируют- до рН 11,0. Получают осадок карбоната кальция с адсорбированными на нем несахарами. Осадок отделяют от сока вакуум-фильтрованием и проывают от сахарозы. Суспензию СаСО елят на 5 равных частей и сатурирут каждую прббу до значений рН 5,0; 5,5; 7,0; 8,5; 9,0. Далее все пробы обрабатывают в одинаковых условиях

следующим образом. Осадок CaCOj отделяют от осадка несахаров в конической мешалке в два приема. Суспензию CaCOj подщелачивают известью до рН 11,4, после чего ее добавляют в сок преддефекации в зону с рН 8,6 до достижения содержания общей извести 1,4% СаО. Далее преддефекованный сок прогрессивно подщелачивают до рН 11,2 и отбирают пробу для анализов. Дальнейшую очистку сока проводят аналогично описанному. После отделения осадка сока I сатурации декантат до- .водят до II сатурации, фильтруют и определяют эффект очистки, содержание солей кальция и, оптическую плотность.

Результаты очистки диффузионного сока приведены в табл. 2.

Как видно из табл.2, при значениях рН сатурации, отличающихся от рН 5,5- 8,5 в большую или меньшую сторону, показатели качества очистки соков .ухудшаются.

П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично примеру 2. Диффузионньй сок вначале используют для получения суспензии CaCOj, которую затем дозируют на преддефекацию в зону с рН8,6. Диффузионный сок подвергают преддефекации, основной дефекации и сатурации до рН 11,0 при тех же условиях. Осадок CaCOj с адсорбированными несахарами отделяют вакуум-фильтрованием

и промывают от сахарозы до концентрации суспензии 10%. Все количество суспензии I сатурации сатурируют до рН 7,0 и отделяют осадок CaCOj от осадка несахаров в центробежном поле. Осадок карбоната кальция подщелачивают из- вестью до значений рН 10,0; 11,0; 11,4;42,0; 12,5. Полученные порции суспензии СаСО} используют на пред- дефекации, при этом ее добавляют в зону рН 8,6, а количество суспензии таково, что общее содержание извести в преддефекованном соке после добавления составляет 1,4% СаО. Окончательное рН преддефекации 11,2, После отбора пробы сок нагревают до 85 с, подвергают основной дефекации 1,0% СаО в течение 10 мин. Проводят I сатурацию до рН И,О, отбирают пробу, фильтруют и фильтрат обрабатьгоа- ют до II (Сатурации. В фильтрованном соке II сатурации определяют эффект очистки, содержание солей кальция и оптическую плотность.

5

0

5

О

5

Q 5 Q е

Результаты исследований приведены в табл. 3.

П р и м е р 4. Способ осуществляют аналогично примеру 3. После разделения осадка сока I сатурации на карбонат кальция и осадок несахаров подщелачивают весь осадок СаСО до рН 11,4 известью. Затем делят все количество .осадка на пять равных частей, к каждой из которых добавляют сахаросодержащий продукт - сироп после выпарной установки в количествах 2,5; 5,0; 10; 20; 20; 25%. Каж- дьй вид полученной смеси подвергают механической обработке (диспергированию) в измельчителе тканей, снабженном суперкавитирующей крыльиаткой при 10 тыс.об/мин в течение 3 мин. Полученные порции суспензии добавляют на преддефекацию в зону рН 8,6 до достижения общего содержания извести в соке 1,4% СаО. Преддефекацию заканчивают при рН 11,2. Полученный сок анализируют.

Результаты анализа представлены в табл.4.

Из данных табл.4 следует, что при использовании в качестве добавки сиропа в количествах 5 - 20 мас.% достигаются наиболее высокие показатели качества.

П р и м е р 5. Способ осуществляют согласно примеру 2. После отделения суспензии карбоната кальция от осадка несахаров в центробежном поле количество последнего делят на пять равных частей. Затем каждую часть обрабатывают известью до значений рН 10,5; 11,0; 11,2; 11,5; 12,0. Далее осадок несахаров нагревают до 85 С, выдержи- вают в течение 10 мин и определяют скорость осаждения, объем осадка и фильтрационный коэффициент.

Результаты анализа представлены в табл. 5.

П р и м е р 6. Способ осуществляют по примеру 5. Осадок несахаров делят на пять равных частей по объему, но обрабатывают все количество осадка известью до одинакового значения рН 11,2. После обработки известью осадок несахаров нагревают до 7,80, 85,90,, затем определяют фильт- рационно-седиментационные показатели.

Результаты исследований представлены в табл. 6.

Таким образом, лредла гаемый способ по сравнению с известньн позволяет повысить эффективность известковой очистки сока.

Формула изобретения

Способ очистки диффузионного сока предусматривающий предварительную и основную дефекацию, сатурацию, отделение и .промывку сатурационного осадка, разделение суспензии промытого осадка в гидроцикдонах на суспензию карбоната кальция и суспензию не- сахаров, а также воз1$рат суспензии карбоната кальция Ia преддефекацию, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффекта очистки диффузионного сока, суспензию промытого осадка перед разделением в гидроциклонах сатурируют до рН 5,5-8,5, а вьщеленную на гидроциклонах суспензию карбоната кальция смешивают с известковым молоком до рН 11-12, и добавляют к смеси Сахарсодержап1ий про- дукт до содержания сахарозы 5 - 20%, после чего смесь подвергают диспергированию, при этом суспензию несаха- ров также смешивают с известковым молоком до рН 11,0-11,5 с последукнцим нагреванием до 80-95 0 и повторным

отделением несахаров.

Т а б л и ц а 1

Преддефекованный сок:

скорость осаждения , см/мин

Параметры способа

Показатели при рН сутарации суспензии CaCQj 5,0 J 5,5 J 7,0 У 8,5 J 9,0

Преддефекованный сок: скорость осаждения 15 J, см/мин объем осадка ,% 25

14А2552

8 Продолжение табл.1

5

|Q 5 n

0

5 Параметры способа

объем осадка, % 32

0,41

Способ очистки

предла- I извест- гаемый 1 ный

55

оптическая плотность Сок I сатурации: скорость осаждения, см/мин 2,8

объем осадка 26 фильтрационный

коэффициент

5,2

Сок II сатурации: эффект очистки, % 34,Л

содержание сог( лей кальция;

0,62

8,4 30,6

40

Таблица2

2,5 32

2,8 35

3,3 35

Параметры способа

144255210

Продолжение табл.2

шдш-л- -| иПц..|и Ljiji «шди ш.шл..|||1илЧ|« Ш111-1-ЦГТ1Г-М--г -иш -«.«р1-« - .

Показатели при рН сутарации суспензии СаСО 5,0 J 5,5 J 7,,5 J

оптическая плотность

Сок I сатурации: скорость осаждения

0,55 0,44 0,41 0,42 0,48

оптическая плотность

0,53 0,45 0,41 0,43 0,50

Сок I сатурации:

скорость отстаивания

Sj, см/м1,9 2,3 2,8 3,2 3,3

объем осадка V.. , % 36 28 27 . 34 37

фильтрационный коэффициент Рц7,7

5,8 5,2 6,0 8,6

1442552

12 Продолжение табл.З

Таблицаб