Способ очистки диффузионного сока Советский патент 1990 года по МПК C13D3/02 

Изобретение относится к технологии свеклосахарного производства, а именно к способам очистки диффузионного сока.

Целью изобретения является повышение эффекха очистки

Способ осуществляют следующим образом.

Диффузионный сок нагревают до 18- 55°С, осуществляют прогрессивную преддефекацию и отделяют осадок. К фильтрату преддефековэнного сока, нагретого до 80-87°С, при перемешивании добавляют гидроксид кальция в виде известкового молока в количестве 0,5-0,6% к массе сока, после чего в смесь вводят ограниченное количество

сатурационного газа, содержащего 28- 32% диоксида углерода. Количество вводимого газа к объему сока обусловлено необходимостью поддерживать содержание кальция в растворе в пределах 3,2-3,8% СаО к массе сухих веществ. Количество кальция в растворе определяют после введения газа и выдерживания при перемешивании 1-2мия.

Сатурационный газ, введенный в смесь преддефекованного сока н гидр- оксида кальция, взаимодействует по трем направления:

с образованием сначала комплексных соединений, а затем ненасыщенных растворов СаС03 по реакции со свободел

&

4ь

Ј

ным в растворе гидроксидом кальция, понижая его концентрацию;

с образованием растворимых угле- кальциевых сахаратов по реакции со свободными в растворе сахаратами кальция;

с образованием слоя повышенной концентрации растворимых углекальцие- вых сахаратов вокруг частиц извести в осадке по реакции со свободными сахаратами кальция диффузного слоя частицо

При введении С0г в систему известь - сахароза - вода (смесь предде- фекованного сока с известью ) образуется угольная кислота и соответственно анионы HCOj и Снижение концентрации кальция в растворе сразу после введения СО подтверждает вза- имодействие анионов угольной кислоты с растворенной известью с образованием растворимых углекальциевых сахаратов, которые частично адсорбируются частицами извести в осадке. Концентрация кальция в растворе при этом на некоторое время снижается, однако спустя 1-2 мин восстанавливается и в последующем на протяжении 10-12 мин превосходит исходную кон- центрацию на 15-20%.

На снижение концентрации кальция в растворе система должна отреагировать немедленным его восстановлением так как имеется избыток гидроксида кальция в осадке, однако этого сразу не происходит, так как частицы в осадке блокированы углекальциевыми сахаратами, и только спустя 1-2 мин концентрация кальция восстанавливается.

Введенные в систему анионы угольной кислоты не могут действовать выборочно, образуя, например, только с гидроксидом кальция ненасыщенный раствор СаС03 Скорее всего анионы связывают в комплексные соединения не только Са(ОН)г, но и сахараты, при- сутствующие в растворе, а также гидро лизованные молекулы СаС03. Тем более что комплексные соединения (раствори- мые углекальцивые сахараты) находятся в динамическом равновесии с элементами, их составляющими.

Несмотря на то, что между комплексами растворимых углекальциевых сахаратов и их составляющими существу ет равновесие, часть комплексов успевает адсорбироваться на осадок извести и, таким образом, концентрация

Q Q

о

5

5

кальция в растворе в первоначальный момент несколько снижается.

Имеющийся в системе осадок гидроксида кальция не способен сразу восстановить кальций в растворе из- за возникшей вокруг частиц Са(ОЦ)2 оболочки из растворимых углекальциевых сахаратов. Восстановление происходит спустя 1-2 мин в форме гидроксида кальция и сахаратов кальция так, что концентрация этих соединений достигает прежнего уровня. Но кроме них в растворе остаются комплексы растворимых углекальциевых сахаратов, и суммарное содержание кальция в растворе начинает превосходить первоначальное (до введения СО) значение на 15-20%. В большой степени этому способствует растворимый СаС03, не достигший состояния насыщения в растворе.

Таким образом, до введения СОг при установившемся равновесии системы количество кальция в растворе складывается из свободного гидроксида кальция и сахаратов кальция. После введения ограниченного количества СО к уже перечисленным соединениям кальция прибавляются растворимые уг- лекальциевые сахараты и некоторое количество карбоната кальция. Содержание кальция в растворе повышается.

Составляющим элементом как углекислого кальция, так и растворимых углекальциевых сахаратов являются ионы HCOJ и . Хотя концентрация кальция с вводом СО г повышается, концентрация ОН остается на прежнем уровне, а для более глубокого разложения, редуцирующих и аминосоединений необходимо повышенное содержание в растворе именно ОН.

Повышение концентрации кальция в растворе и неизменность концентрации ОН характерно для конца одно-двухминутной паузы, после которой концентрация в растворе ОН -групп начинает расти. Концентрация гидроксиль- ных ионов повышается тогда, когда начинается адсорбция осадком извести анионов НСО и . В этот момент происходит замещение анионов угольной кислоты на гидроксильные ионы.

Адсорбции анионов способствует повышенное средство их к осадку извести, вследствие чего высвобождается кальций в растворе и его анионами сне- ва становятся гидроксильные ионы.

Таким образом, наряду с повышение .концентрации кальция в растворе при вводе ограниченного количества СО увеличивается содержание гидроксиль- ных ионов, что подтверждает мысль о повышении растворимости извести в целом на горячей дефекации.

Эффект повышения растворимости извести на горячей дефекации не долговечен и действует на протяжении 15-20 мин, далее система изменяет свою структуру, но и этого времени вполне достаточно для эффективного проведения горячей дефекации, продолжительность которой составляет 10-12 мин.

При реализации предложенного и известного способов в обоих случаях использовали диффузионный сок одинакового качества.

Пример . Берут 2 л диффузионного сока с доброкачественностью 84,8%, нагревают до 50°С. Перемешивая, вводят гидроксид кальция так, что в течение 10 мин рН прогрессивно нарастает до 11,0. Образовавший- |ся преддефекационный осадок отделяют фильтрат нагревают до 85°Г и смешивают с гидроксидом кальция в количестве 0,55% СаО к массе сока. Комплексо метрическим способом определяют в смеси количество растворенного кальция,

Затем в смесь вводят диоксид углерода, выдерживают 1,5 мин для повышения концентрации кальция. Вводят такое количество диоксида углерода, чтобы концентрация кальция в растворе достигла 3,5% СаО к массе сухих веществ. Проводят дефекацию при температуре 85°С, перемешивая в течение 10 мин. Затем вводят 0,45% Са(ОН)а к массе сока, фильтруют, Фильтрат нагревают до 90°С и проводят вторую сатурацию до рН 9,2. Осадок снова отделяют, а в фильтрате определяют качественные показатели: Df 91,5%; соли кальция 0,073% СаО на 100 СВ, эффект очистки (Эф,) 48,2%.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично описанному в примере 1 но вводят диоксид углерода до содержания солей кальция 3,2; 3,8; 3,1% СаО.

Качественные показатели очищенного сока при D g диффузионного сока 84,8% приведены в табл.1, а при

5

0

5

5

0

5

0

очистке диффузионного сока с П « 85,9% - в табл.2.

Получить содержание кальция в растворе более 3,8% не удается. При дальнейшем увеличекш количества са- турационного газа с целью превышения значения 3,8% наблюдается обратQ ный эффект - происходит снижение содержания кальциевых солей.

Как видно из табл.2 и 3, при содержании солей кальция менее 3,2% эффект очистки заметно снижается. Эффективным является содержание солей кальция в растворе в пределах 3,2-3,8%.

Пример З.(по прототипу). Берут 2 л диффузионного сока с доброкачественностью 84,8%, нагревают до 50°С. Перемешивая, вводят гидроксид кальция так, что в течение 10 мин рН прогрессивно нарастает до 11,0. Образовавшийся преддефекационный осадок отделяют, фильтрат нагревают до 85°С и смешивают с гидроксидом кальция в количестве 0,55% СаО к массе сока. Ко тлексометрическим способом в смеси определяют количество растворимого кальция.

0 Затем в смесь вводят диоксид углерода и сатурируют 0,2% СаО для образования нераствор.гмых углекаль- циевых сахаратов. Определяют концентрацию кальция в растворе, после чего сок, перемешивая, выдерживают 10 мин при 85°С Затем вводят оставшийся 0,45% Са(ОН)г к массе сока и сатурируют до ,0. После фильтрации сок нагревают до 90°С и проводят вторую сатурацию до рН 9,2. Осадок снова отделяют, а в фильтрате определяют качественные показатели: Ds 21,4%; соли кальция - 0,087%; Эф 47,9%.

При сравнении очистки диффузионного сока другой доброкачественности по предложенному и известному способам получены результаты, которые приведены в табл.3.

Как видно из приведенных данных, предложенный способ позволяет повысить эффективность очистки на 0,5- 1,8%.

Формула изобретения

Способ очистки диффузионного сока, предусматривающий его преддефекацию,

5

добавление извести в преддефекован™ ный сок и сатурацию смеси, дефекацию и Г сатурацию, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекта -очистки путем увеличения

растворимости извести, сатурацию смеси преддефекованного сока с известью проводят до достижения содержания солей кальция в растворе 3,2-3,8% СаО к массе сухих веществ.

Таблица 1

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к технологии очистки диффузионного сока. Цель изобретения - повышение эффекта очистки диффузионного сока. Способ очистки диффузионного сока заключается в том, что нагревают диффузионный сок до 48-55°С и осуществляют прогрессивную преддефекацию с последующим отделением осадка. Нагревают преддефекованный сок до 80-87°С, вводят в него гидроксид кальция в количестве 0,5-0,6% CAO к массе сока и сатурируют смесь до содержания солей кальция 3,2-3,8% CAO. Затем проводят дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию и вторую сатурацию. 3 табл.

87,1 85,9

Предлагаемый способ

3,5 0 93,0 0,061 49,3 3,5 10 92,3 0,066 49,1

Таблица2

ТаблицаЗ

Продолжение табл53