Способ прогрессивной предварительной дефекации диффузионного сока Советский патент 1992 года по МПК C13D3/02 

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

Известен способ проведения предварительной дефекации диффузионного сока, по которому сок преднамеренно медленно доводят до оптимальной точки коагуляции коллоидных веществ путем добавления извести небольшими порциями при тщательном и энергичном перемешивании. При этом отдельные фракции коллоидных веществ получают возможность терять стабилизирующую водную оболочку при соответствующих промежуточных значениях рН и значительно уплотняться. Уплотнение осадка возрастает, когда сок выдерживают в оптимальной точ ке коа гуляции (после завершения коагуляции и образования конгломератов).

Недостатком этого способа является то, что дегидратация поверхности коагулята протекает недостаточно глубоко и совершенно не затрагивает внутренних областей коллоидных частиц, что приводит к недостаточному уплотнению осадка.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ предварительной дефекации, предусматривающий прогрессивное нарастание щелочности путем добавления в сок сначала суспензии СаСОз II сатурации, а затем известкового молока при энергичном перемешивании до оптимальной зоны коагуляции. После коагуляции при перемешивании сок выдерживают, а затем вводят суспензию СаСОз I сатурации.

Недостатком способа является неполное удаление коллоидных частиц из раствора, что приводит к снижению качества сока.

Целью изобретения является снижение цветности сока и улучшение седиментаци- онно-фильтрационных свойств преддефека- ционного осчдка.

Для достижения указанной цели согласно способу прогрессивной предварительVJ

СЛ

Os СА) СЛ О

ной дефекации диффузионного сока, предусматривающему смешивание последнего с суспензией сока II сатурации и известью при перемешивании в турбулентном режиме в несколько ступеней, рН-паузу и введе- ние в сок суспензии сока I сатурации, рН-паузу осуществляют при достижении его величины 10,8-11,0, при этом перемешивание сока осуществляют при числе Re 1300-2000. ,

Способ осуществляют следующим образом,

В диффузионный сок при 35-45°С вводят суспензию сока II сатурации в количестве 0,4-0,6% к массе сока, затем в смесь добавляют при турбулентном режиме перемешивания известковое молоко в количестве 0,2-0,3% СаО, наращивая щелочность в несколько стадий. На стадии рН 10,8-11,0 осуществляют рН-паузу при перемешива- нии при числе Re 1300-2000 в течение 5-10 мин. После коагуляции при перемешивании сок снова выдерживают 4,5-7,5 мин и затем вводят суспензию сока 1 сатурации в количестве 0,4-0,6% к массе сока.

Идеальный конечный результат способа предварительной дефекации представляет собой максимальное удаление из раствора в осадок, коллоидных веществ, образование максимально плотного осадка с минимальной способностью к пептизации на дефекации и как следствие плотности осадка - хорошая фильтруемость сока при отделении осадка.

На пути к максимальномуудалению кол- лоидных веществ препятствием является опережение скорость коагуляции (в оптимальной зоне коагуляции) скорости диффузии коагулирующих ионов кальция внутрь коллоидных частиц,

На пути к максимальному уплотнению осадка препятствием является опережение той же скоростью коагуляции (в оптимальной зоне коагуляции) скорости снижения степени устойчивости коллоидных частиц {электрокинетического заряда и гидратной оболочки).

Скорость коагуляции коллоидных частиц в оптимальной зоне коагуляции увеличивается при повышении температуры системы и интенсивности ее перемешивания. Одновременно возрастают и скорости диффузии ионов и снижения степени устойчивости коллоидных частиц. Однако увеличение Скорости коагуляции опережает увеличение скоростей диффузии и снижения степени устойчивости.

Увеличение скорости диффузии и скорости снижения устойчивости коллоидых веществ - факторы положительные, более

всего приближающие систему к идеальному способу преддефекации. Но опережащей скоростью остается скорость коагуляции - фактор отрицательный, который более всего удаляет систему от идеального способа, так как скорость коагуляции более чувствительна к повышению температуры и интенсивности перемешивания. Именно своим опережением коагуляция задерживает процессы диффузии и степени снижения устойчивости коллоидных частиц.

Противоречие состоит в том, что на пути протекания чрезвычайно важных для пред- дефекации процессов диффузии кальция внутрь нескоагулированных коллоидных частиц и снижения их устойчивости встает коагуляция, которая делает эти процессы далеко не законченными.

Задача состоит в нахождении таких приемов, которые позволяют максимально закончить эти процессы, приближающие систему к идеальному способу, и только после этого осуществить коагуляцию.

При достаточно высокой концентрации осаждающих ионов кальцияи ОН-, соответствующих рН 10,8-11,0, коллоидные вещества при определенных условиях (режимах) могут некоторое время не коагулировать. К таким режимам, определяющим коагуляцию, следует отнести температуру и число Re.

Свойство гидрофильных коллоидных веществ, когда концентрация осаждающих ионов достаточна для коагуляции, но коагуляции некоторое время не происходит, проявляется в условиях низкой температуры системы (не выше 45°С) и при числе Re не выше 2000. При иных условиях, например, температуре 50-55°С и Re 3000 и выше, в этой же системе при рН 10,8-11,0 незамедлительно произойдет коагуляция.

Обнаруженные новые свойства коллоидных веществ сразу не коагулировать на стадии рН 10,8-11,0 при указанных условиях и те приемы, с помощью которых достигаются эти условия, способствуют тому, что процесс коагуляции тормозится на 5-10 мин.

Решающим фактором некоагулирования на стадии рН 10,8-11,0 является режим движения жидкости, характеризующийся числом Re. При этом температура не должна превышать 45°С, так как при низкой температуре с помощью изменения режима движения жидкости (числа Re) возможно осуществить задержку коагуляции на некоторое время.

Стадия рН 10,8-11,0 является начальной стадией коагуляции и входит з состав коагуляционной области рН 10,8-11,2.

Именно на начальной стадии рН 10,8-11,0 возможна задержка коагуляции, но при числе Re не более 2000. При дальнейшем повышении щелочности задержки в коагуляции практически не наблюдается даже при числе Re 1300-2000. При числе Re 3000-3700 (режим движения жидкости, применяемый в аппаратах на производстве) коагупяции происходит сразу по достижению даже рН 10,8.

Предлагаемый способ как и прототип осуществляют на диффузионном соке одинакового качества (Об 86,5%) в сопоставимых условиях.

Пример (по известному способу), В диффузионный сок при 40°С вводят суспензию сока II сатурации в количестве 0,5% к массе сока, затем в смесь добавляют при турбулентном режиме перемешивания известковое молоко в количестве 0,25% СаО, наращивания щелочность в течение 7 мин до оптимального значения рН 11,1. При данном рН сок выдерживают в течение 6 мин, затем при перемешивании добавляют суспензию сока I сатурации в количестве 0,5% к массе сока.

Полученный по известному способу пред- дефекованный сок имеет следующие показатели: скорость отстаивания W 5,2 см/мин; фильтрационный коэффициент FK 3,6; цветность декантата Цв 12,7 ед. Шт.; остаточное содержание коллоидных веществ в растворе Q - 3,47 г на 100 г СВ.

Пример 2. В диффузионный сок с температурой 40°С вводят суспензию сока I сагурации в количестве 0,5% к массе сока, затем в смесь добавляют при турбулентном режиме перемешивания известковое молоко в количестве 0,25% СаО, наращивая щелочность в несколько стадий в течение 7 мин. На стадии рН 10,9 осуществляют рН- паузу в течение 5 мин при числе Re 1650. После коагуляции при перемешивании сок снова выдерживают 6 мин и вводят затем суспензию сока I сатурации в количестве 0,5% к массе сока.

Полученный по предлагаемому способу преддефекованный сок имеет следующие показатели: скорость отстаивания W 7,8 см/мин; фильтрационный коэффициент FK 2,1; Цветность декантата Цв 9,2 ед. Шт.; остаточное содержание коллоидных веществ в растворе Q 2,74 г на 100 г СВ,

Пример 3. В диффузионный сок с температурой 40°С вводят суспензию сока II сатурации в количестве 0,5% к массе сока, затем в смесь добавляют при турбулентном режиме перемешивания известковое молоко в количестве 0,25% СаО, наращивая щелочность в несколько стадий в течение 7 мин. На стадии рН 10,8 осуществляют рН- паузу в течение 5 мин при числе Re 1300.

После коагуляции при перемешивании сок снова выдерживают б мин и вводят затем суспензию сока I сатурации в количестве 0.5% к массе сока.

Полученный по предлагаемому спо0 собу преддефекованный сок имеет следующие показатели: скорость отстаивания W 7,4 см/мин; фильтрационный коэффициент Гк 2,2; цветность декантата WB 9,4 ед. Шт .; остаточное содержание коллоид5 ных веществ в растворе Q 2,77 г на 100 г СВ.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 3, однако на стадии рН 11,0 рН-паузу проводят при числе Re 2000.

0 Полученный по предлагаемому способу преддефекованный сок имеет следующие показатели: скорость отстаивания W - 7,5 см/мин; фильтрационный коэффициент FK 2,0; цветность декантата WB 9,3

5 ед. Шт.; остаточное содержание коллоидных веществ в растворе Q 2,70 г на 100 г СВ.

Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 3, однако на стадии рН

0 11,0 рН-паузу проводят при числе Re 1300, Полученный по предлагаемому способу преддефекованный сок имеет следующие показатели: скорость отстаивания W 7,1 см/мин; фильтрационный коэф5 фициент FK 2,3; цветность декантата We 9,7 ед. Шт., остаточное содержание коллоидных веществ в растворе Q 2,82 г на 100 г СВ.

Пример 6. Способ осуществляют

0 аналогично примеру 3, однако на стадии рН 11,0 рН-паузу проводят при числе Re 2050. Полученный по предлагаемому способу преддефекованный сок имеет следующие показатели: скорость отстаивания

5 W 6,1 см/мин; фильтрационный коэффициент FK 3,2; цветность декантата Цв 12,0 ед. Шт.; остаточное содержание коллоидных веществ в растворе Q 3,19 г на 100 г СВ.

0 Пример. Способ осуществляют аналогично примеру 3, однако на стадии рН 11,0 рН-паузу проводят при числе Re 1250. Полученный по предлагаемому способу преддефекованный сок имеет следу5 ющие показатели: скорость отстаивания W 5,0 см/мин; фильтрационный коэффициент Рк 3,1; цветность декантата Цв 11,2 ед. ПК; остаточное содержание коллоидных веществ в растворе Q 3,24 г на 100 г СВ.

Данные примеров показывают, чтоФормула изобретения

остаточное минимальное содержаниеСпособ прогрессивной предварительколлоидных веществ в растворе соответ-ной дефекации диффузионного сока, прествует числу Re 1300 - 2000. За указанны-дусматривающий смешивание последнего с

ми пределами содержание коллоидных5 суспензией сока II сатурации и известью

веществ в растворе возрастает. Ухудща-при перемешивании в турбулентном режиются показатели цветности декантата,ме в несколько ступеней, рН-паузу и ввескорости отстаивания и фильтрационныйдение в сок суспензии сока I сатурации, откоэффициент.личающийся тем, что, с целью снижения

Таким образом, предлагаемый способ10 цветности сока и улучшения седиментаципозволяет снизить остаточное содержаниеонно-фильтрационных свойств осадка, рНколлоидных веществ в рестворе на 14-17%,паузу осуществляют при-достижении его

цветность декантата на 22-27%, фильтра-величины 10,8-11,0. при этом перемешивационный коэффициент на 30-35% и повы-ние сока осуществляют при числе Re 1300сить скорость отстаивания на 25-30%.15 2000.

Использование: изобретение относится к технологии свеклосахарного производства, а именно к способам очистки диффузионного сока. Сущность: способ прогрессивной предварительной дефекации диффузионного сока предусматривает смешивание последнего с суспензией сока II сатурации и известью при перемешивании в турбулентном режиме в несколько ступеней, рН-паузу и введение в сок суспензии сока I сатурации. рН-паузу осуществляют при достижении его величины 10,8- 11,0, при этом перемешивают сок при числе Re 1300-2000.