Способ извлечения сахара из раствора мелассы Советский патент 1977 года по МПК C13J1/06 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ САХАРА ИЗ РАСТВОРА МЕЛАССЫ

1

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к вопросам, связанным с переработкой растворов мелассы.

Как известно, растворы мелассы содержат в своем составе несахара, которые препятствуют кристаллизации сахара из этих растворов.

Известен способ извлечения сахара из раствора мелассы путем отделения несахаров с помощью катионита в щелочной форме. Однако в этом случае на катионите осаждаются ионы кальция и магния, что в итоге приводит к ухудшению процесса разделения раствора мелассы. При работе по данному способу необходимо предварительно умягчить подлежащий очистке раствор мелассы.

Известен также способ извлечения сахара из раствора мелассы путем пропуска его через колонну с катионитом в кальциевой форме, после чего элюируют сахар и несахара путем подачи обезуглероженной воды на нагруженный раствором мелассы катионит. Таким образом, весь процесс - нагружение катионита и элюирование сахара и несахаров - проводят по известному способу в одной колонне.

Основным недостатком такого способа является низкий выход чистого сахара и длительность процесса (до 9 час).

С целью повыщения сахара и ускорения процесса общее количество катионита (в кальциевой форме) разделяют по крайней мере на две колонны в соотношении 55-75 : : 45-25 об. % и элюацию сахара производят из меньщей части катионита, находящейся в последней колонне, а несахаров - из предпоследних.

Для осуществления способа можно использовать известные гелеобразные и/или макропористые катионообменные смолы, имеющие, например, группы сульфоновой или карбоновой кислоты. Гелеобразные катиониты представляют собой, например, сопол-имеры из мономерных моно- и поливиниловых соедннений.

Катиониты применяют в кальциевой форме, для перевода в которую его предварительно подвергают воздействию раствора, содержащего от 1 до 10 вес. % (от 4 до б вес. %)

хлористого кальция, значение рН которого устанавливают окисью кальция более 9.

Вместо раствора хлористого кальция можно применять сгущенную до 10-20 вес. % сухого вещества несахарную фракцию, катионы которой большей частью являются ионами кальция. Можно с этой целью применять также фракцию, содержащую сахар, поскольку катионы этой фракции являются большей частью ионамн кальция.

На чертеже схематично изображена установка для пзвлечеННя сахара из раствора мелассы.

Установка состоит из трех последовательно соединенных колонн 1-3 одинакового размера. В данном случае каждая из них имеет диаметр 0,25 м и высоту слоя смолы 3,6 м. Общий объем загружаемой в одну колонну смолы равен 500 л.

Общее количество катеонита разделено таким образом, что в колонне 1 и колонне 2 находится 65 об. % (от общего количества), а в колонне 3-35 об. %, причем эти 65 об. % распределены на две первые колонны поровну.

В колонны загружен макропористый катионит с группами сульфоновой кислоты в кальциевой форме, в котором при помощи 4% дивинилбензола образованы сетчатые молекулы.

В состав установки входят также иасосы 4, 5, резервуар 6 для воды и резервуар 7 для мелассы. Имеется также темперирующее устройство для поддержания температуры колонн, воды и мелассы на уровне 90°С.

Для анализа продукта колонны выполнены с трубопроводами 8-10. КрОлМе того, в установке имеется термостат 11, к которому эти трубопроводы подключены, поляри.метр 12, рефрактометр 13 и измеритель электропроводности 14.

Для осуществления способа в начале процесса должны быть открыты только клапаны 15-19 (все остальные - закрыты). Затем включают насос 4 и перекачивают 30 л (что соответствует отношению объема жидкости и объему ионита, равному 0,06) мелассы, имеОбъем фракции, содержащий сахар, составляет от 91 до 98 л., отношение этой фракции к объему применяемой ионообменюгцей температуру 90°С it содержащей 50 вес. % сухих веществ при 61%-ой чистоте, в колонну 1. При этом скорость течения мелассы составляет 3,4 см/мин.

Затем клапан 15 закрывают, а клапан 20 открывают н осун1,ествляют элюацию в колоннах 1 и 2 (клапан 17 открыт и эти колонны сообщены) обезуглероженной ti также нагретой до 90°С водой. Как только в элюате колонны 2 появляется сахар, к ней подсоедния от колонну 3. Прн этом открыты клапаны 20, 16, 17, 21 ( 22. Насос 4 продолжает подавать воду из емкости 6 во все колонны с той же скоростью (3,4 см/мин).

Когда будет установлено, что в элюате колонны 4 больше сахара нет, клапаны 16 и 21 закрывают, а клапаны 23-26 и 18 открывают и включают насос 5.

При таком полол ении клапанов насос 4 начинает подавать воду из емкости 6 непосредственно в колонну 3 со скоростью течения 3,4 см/мин и элюировать сахарную фракцию.

Насос 5 подает нз той же емкости воду в колонны 1 и 2, при этом из последних элюируют несахара со скоростью течения 5,1 см/мин.

Сахарную фракцию (из колонны 3) собирают до тех пор, пока поляриметр не покажет 0,45°. Получаемый после этого элюат собирают вместе с несахарной фракцией, поступающей из колонны 2.

После окончания процесса элюацин сахарной фракции (в колонне 3 больше сахара нет) клапаны 25 и 24 закрывают, а клапаны 16 и 27 открывают. После этого все колонны промывают нагретой до 90°С обезуглероженной водой.

В таблице приведены результаты девяти циклов между двумя операциями регенерации, при этом циклом называется процесс с момента подачи раствора мелассы в колонны до окончания элюирования сахара и несахаров.

ной смолы находится в пределах от 0,196 до 0,182. Во фракции, содержащей сахар, содержится 9,55-10,5 вес. % сухих веществ.

Из данных таблицы видно, что было извлечено в среднем 96,8% содержащегося в мелассе сахара со средней чистотой 91,9%, а из находившихся в мелассе несахаров было отделено в среднем 87,0%.

Фракции, содержащие сахар, сгущают до содержания в них 70% сухого вещества и путем трехступенчатой кристаллизации получают 85% сахара в виде кристаллов.

При работе по описываемому способу вначале злюируются высокомолекулярные вещества (например, красители, воски, полисахариды и рафлноза), затем ди- и моносахариды в такой последовательности: глюкоза, фруктоза, а затем мономерные несахара (на

прПмер, соли аминокислот, карбоновых кислот и минеральных кислот и бетаин).

Формула изобрегения

Способ извлечения сахара из раствора мелассы путем пропуска последнего через катионит в кальциевой форме « элюации сахара водой, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода сахара и ускорения процесса, общее количество катионита разделяют по крайней мере на две колонны в соотношении 55-75:45-25 об. % и элюацню сахара производят из меньшей части катионита, находящейся в последней колонне.

Г

0

Z2

п

21

NxM

L

x

/