Способ очистки диффузионного сока

 

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 преддефекацию. 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (I9) (И) (5)) 4 С 13 D 3/00

1 г г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4270453/31-13 (22) 13.04.87 (46) 07.12.88. Бюл. Р 45 (? 1), Иосковский технологический институт пищевой промьппленности (72) Л.И.Панкин, А.N.Гаврилов, А.P.Ñàïðoíoí и ВеN.Ëåùåíêo (53) 664.1.038.22(088.8) (56) Патент Франции 1(у 1115780, кл. C 13 d, 1956.

Патент Франции ((1303186, кл. С 13 d, 1962. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО

СОКА (57) Изобретение относится к техно логии 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 дефекация и сатурации. Полученный в процессе сату" рации 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 преддефекацию. 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 5-207, ф после чего подвергают диспергирова" нню. Полученную суслененю несехерон Щ также смешивают с известковым молоком С до рН 11,0-11,5 с последующим нагреванием до 80-95 C и повторным отделе,нием несахаров. 6 табл.

1442557

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

Целью изобретения является увеличение эффекта очистки диффузионного сока.

Способ осуществляют следующим образом. 10

Диффузионньп сок поступает я пред-дефекатор, где сок подшелачизают известью до рН 11,0-11,5. В зону с рН

S,0 — 9,5 поступает суспензия карбоната кальция после гидроциклонов:; 15 диспергирования. При переливе из греддефекатора в дефекатор к соку добавляют известковое молоко до щелсчности 1,0-1,2% СаО. После этого сок:a—

О гревают до 85-90 С и проводят горячую20 дефекацию и первую сатурацию. Затем сок нагревают до 90 C и направляют

1 в отстойник. Суспензия из Отстойника . поступает на вакуум-фильтр. Затем фильтрат и декантат очищают по обще- .- 5 принятой схеме, а промытый осадок смывают водой я сатуратор„ где суспензию сатурируют до рН 5,5-8,5:

При снижении рН до 5,5-8,5 наблюдается снижение прочности адсорбцион- 80 ной связи сксагулированных несахароя и кристаллов карбоната кальция. Это дает возможность затем с помощью гидроциклонов полнее разделить несахара и карбонат кальция. Десорбция несаха-. ров заметна при сатурации до рН 9,09 5 но достигает максимума, когда рН снижается до 8,5 и ниже. Однако сатурация до рН ниже 5 5 не приьодит к увеличению десорбции несахароя с поверхности карбоната кальция, в тс же время более низкие значения рН труднодостижимы, так как угольная кислота неустойчива.и самспроизвол>-.,-. но разлагается с повышением рН до значений; близких к нектральным. Са-мопроизвольному повышению рН также способствует наличие избытка карбс. ната кальция. Диапазо-> рН 5,5-8,5 легкодостижим и характеризуется до- статочно полной десорбцией несахаро".

После сатурации суспензию осадка подают насосом на гидроциклоны, где ее разделяют на суспензию карбоната кальция и суспензию несахароз. Сус"бь пензию карбоната кальция направляют в диспергатор, куда также добавляют известковое молоко до рН- 11,0-12„0 и сахаросодер>кащий продукт, например осяетлеяный сок, второй оттек утфеля 1 или клеровку, до содержания сахарозы 5 - 20%. В присутствии извести и сахарозы карбонат кальция легко измельчается. При этом увеличияается его удельная поверхность и положительный заряд этой поверхности, т.е, ацсорбционная способность. Актизирозанный таким образом карбонат кальция направляют в одну или не сколько секций преддефекатора с рН

8,0-9,5.

При последующем смешивании очищен«ого карбоната кальция с известью до рН 11,0-12,0 происходит достройка его кристаллической решетки ионами кальс ция, .чтс придает ему большую адсорбционную способность по отношению к несахарам диффузионного сока. Особенно заметно возрастает адсорбционная способность карбоната кальция, если его подвергнуть диспергированию в присутствии извести и сахарозы. Известь и сахароза. действуют как пептизаторы.

В их присутствии даже при растирании карбоната кальция с водой можно зна= èòeëüío увеличить дисперсность получаемой суспензии и соответственно поверхность адсорбции, Для диспергиро" яання карбоната кальция в промьпплен» нь.х условиях можно применить, например„ кавитацию, шаровые мельницы и

qpy;"ие методы,. Так как выделенный с пс:мощ;,ю гицрОциклОнОВ карбонат кальц =я является яысокодисперсным, для его дальнейшего измельчения в присутствии извести и сахарозы требуется "-.íà÷èòåëüíî меньше энергии, чем при помоле известняка, но достигается более высокая степень дисперс" ности, При рН 11,0 в растворе находится достаточно извести для повышения полОжительнОго заряда IEOBBpxHocTH Ksp бсната кальция, но ее пептизирующее действие еще слабо. Поэтому, если применяется вариант предлагаемого способ с диспергированием карбоната, предпочтительнее оолее высокие значе. ия ОН. Значение рН вьппе 12,0 труднодостижимс, требует значительного из бытка извести и нецелесообразно, так ..ак может привести к повышению щелоч"

-:o"..-;è и рН з зоне ввода карбоната кальция на преддефекации выше оптимальногс значения 8,0-9,5.

С увеличением концентрации cazapo=-:ы пептизирующий Фффект возрастает, 1442552

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, Суспензия коагулята несахаров пос- 10 ле гидроциклонов поступает в мешалку, где ее подщелачивают известковым молоком до рН 11,0-11,5. При этом несахара снова осаждаются известью, их ко,,агулят уплотняется. Затем суспензию l5 о подогревают до 80-95 С и направляют в отстойник. Сгущенную суспензию фильтруют на вакуум-фильтре. Осадок .во влажном виде или после сушки на1 правляют потребителям, а осветленная 20 вода и фильтрат могут быть использованы для подщелачивания моечной воды.

Добавление извести к суспензии несахаров после гидроциклонов вызывает повторную коагуляцию и уплотнение 25 осадка. Этому способствует также нагрев 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 карбоната кальция является инертным материалом и не растворяется при использовании осадка в качестве кормовой 35 добавки. При внесении осадка в почву в качестве удобрения перлит улучшает ее структуру.

Пример 1. Сатурационный осадок с вакуум-фильтров разбавляют ди- 40 стиллированной водой до 10 -ной концентрации. Суспензию сатурируют до рН 7, после чего карбонат кальция отделяют в конической мешалке. Более легкую взвесь несахаров сливают в от- 4

1 дельный 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 активная щелочность достш ает значения

1 . СаО. После этого сок нагревают

D 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 второй сатурации, фильтруют и определяют эффект очистки, содержание солей кальция и оптическую плотность сока.

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

Взвесь коагулята несахаров после отделения карбоната подщелачивают известью до рН 11,2, нагревают до о

85 С, опредедяют скорость осаждения, объем осадка и фильтрационный коэффициент.

Для сравнения тот же диффузионный

i 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, подшелачивают 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 предлагаемый 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.

Пример 2. Диффузионный сок с температурой 40 С прогрессивно подщелачивают в течение 15 мин 0,3N 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 промывают от сахарозы. Суспензию СаСО> делят на 5 равных частей и сатурируют каждую пробу до значений рН 5,0;

5,5; 7,0; 8,5; 9,0. Далее все пробы обрабатывают в одинаковых условиях

1442552 следующим образом. Осадок СаСО отделяют от осадка несахаров в конической мешалке в два приема. Суспенэию

СаСО> подщелачинают известью до рН

11,4, после чего ее добавляют в сок преддефекации н зону с рН 8,6 до достижения содержания общей извести

1,4Х СаО. Далее преддефекованный сок прогрессивно подщелачивают до 10 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 15 определяют эффект очистки, содержание солей кальция и оптическую плотность.

Результаты очистки диффузионного сока приведены в табл. 2.

Как видно иэ табл.2, при значениях 20 рН сатурации, отличающихся от рН 5,58,5 в большую или меньшую сторону, показатели качества очистки соков .ухудшаются.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 2. Диффузионный сок вначале используют для получения суспензии СаСО, которую затем дозируют на преддефекацию в зону с рН 8,6. З0

Диффузионный сок подвергают преддефекации, основной дефекации и сатурации до рН 11,0 при тех же условиях. Осадок СаСО с адсорбированными несахарами отделяют вакуум-фильтрованием и промывают от сахарозы до концентрации суспензии 10 . Все количество суспензия I сатурации сатурируют до рН

7,0 и отделяют осадок СаСО от осадка несахаров в центробежном поле. Осадок 40 карбоната кальция подщелачивают иэ" вестью до значений рН 10,0; 11,0;

11,4; 12,0; 12,5. Полученные порции суспенэии СаСО> используют на преддефекации, при этом ее добавляют в зону рН 8,6, а количество суспензии таково, что общее содержание извести в преддефекованном соке после добавления составляет 1,4Х СаО. Окончательное рН преддефекации 11,2.

После отбора пробы сок нагревают до

85 С, подвергают основной дефекации

1,0Х СаО в течение 10 мин. Проводят

I сатурацию до рН 11,0, отбирают пробу, фильтруют и фильтрат обрабатыва5 ют до II еатурации. В фильтрованном соке II сатурации определяют эффект очистки, содержание солей кальция и оптическую плотность.

Результаты исследований приведены н табл. 3.

Пример 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 иэ которых добавляют сахаросодержащий продукт — сироп по" сле выпарной установки в количествах 2,5; 5,0; 10; 20; 20; 25 . Каждый вид полученной смеси подвергают механической обработке (диспергированию) в измельчителе тканей, снабженном суперкавитирующей крыпьиаткой при

10 тыс.об/мин в течение 5 мин. Полученные порции суспенэии добанляют на преддефекацию в зону рН 8,6 до дости" жения общего содержания извести в соке 1,4Х 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. Х достигаются наиболее высокие показатели качества.

П р и и е р 5. Способ осуществляют . согласно примеру 2. После отделения суспензии карбоната кальция от осадка несахаров в центробежном поле колч. честно 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 g определяют скорость осаждения, объем осадка и фильтрационный коэффициент.

Результаты анализа првдставлены в табл. 5.

Пример 6. Способ осуществляют по примеру 5. Осадок несахаров делят на пять равных частей по объему, но обрабатывают все количество осадка asвестью до одинакового значения рН 11,2. После обработки известьюосадок несахаров нагренают до 71,80, 85,90, 100 С, затем определяют фильтрационно-седиментационные показатели.

Результаты исследований представ-: лены в табл. 6.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным поэволяI

1442552

Продолжение табл.1

I ет повысить эффективность известковой очистки сока.

Формула изобретения

Способ очистки

Параметры способа

Способ очисткй диффузионного сока, предусматривающий предварительную и основную дефекацию, сатурацию, отделение и промывку сатурационного осадка, разделение суспенэии промытого осадка в гидроцикцонах на суспензию карбоната кальция и суспензию несахаров, а также возврат суспензии карбоната кальция на преддефекацню, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффекта очистки диффузионного сока, суспенэию промытого осадка перед разделением в гидроциклонах сатурируют до рН 5,5-8,5, а выделенную на гидроциклонах суспенаию карбоната кальция смешивают с известковыи молоком до рН 11-12, и добавляют к смеси сахарсодеркащий продукт до содержания сахарозы 5 — 20X, 25 после чего смесь подвергают диспергированию, при этом суспензию несахаров такке смешивают с известковым молоком до рН 11,0-11,5 с последующим нагреванием до 80-95 С н повторным отделением несахаров.

Т а блица 1 предла- известгаеиый ный объем осадка, Х 32 55 оптическая плотность

Сок I сатурации: скорость осаждения, см/мин

0,41 0,62

1,5

2 ° 8 объем осадка 26

33 фильтрационный коэффициент 5,2

8,4

Сок II сатурации: эффект очистки,X 34,4 30,6 содержание со . лей кальция;

Ж СаО оптическая плотность

0,031 0,042

0,32 0,36

Суспензия коагулята несахаров: скорость осакдения, см/мнн

Параметры способа

Способ очистки

35 предла- известгаемый ный

5,2 объем осад. ка,X

Преддефекованный сок: фильтрационный коэффициент скорость осакдения, см/мин 2,5

9,2

1 ° 1

Таблица2

Параметры способа Показатели при рН сутарацни суспензии СаСО>

5 0 5,5 7,0 8,5 9,0

«М

Преддефекованный сок: скорость осаждения

3, см/мин

3 3

2,8

2,5

2,2 объем осадка Ч,7. 25

35

1О

1442552

Продолжение табл.2! 1 окаэатели при рН сутарации суспензии СаСО

Параметры способа,0 5,5 7,0 8,5 9,0 оптическая плотность

0,48

0,42

0,44

0,41

0 55

Сок I сатурации: скорость осаждения

S, см/мин 1,8

2,8

3,0

3,5

2,5

33 объем осадка V,,X 30

26

- 5,2

8,0

7,5

6,0

Сок II сатурации: эффект очистки, % 31,5

33,6

34,4 31,0

35,0

0,033 0,047

0,040 0,035 0,031

0,42 0,35 0,32 0 31 0,39

Т а б л и ц а 3

Параметры способа

Покаэатели при рН подщелачивания суспенэии СаСО, направляемой на преддефекацию

11,4 12,б 12,5

10,0

2, 0

2,2

2,4

2,5

1,5

34,5

32 объем осадка V Ж 20 5 оптическая плотность

0,41

0,43

0,50

0,45

0 53

Сок Т сатурации: скорость отстаивания

Б, +/M 1,9

3,З

2,3

27 объем осадка V,,7. 36

5,2

5,8

8,6

7,7

Фильтрационный коэффициент 9 F содержание солей кальция, 7. СаО на

100 г СВ оптическая плотность

Преддефекованный сок: скорость осаждения, S, см/м фильтрационный коэффициент F

)<>o ) / (12

1442552

Продолжение табл.3

Параметры способа

12,5

34,4

32,5

35,5

0,045 оптическая плотность

0,30

0,42

0,32

0,49

0,33

Т а б л и ц а 4

Параметры преддефекованного сока

10,0 20,0 25,0

2,5

5 0

Скорость осаждения

Б, см/мин

2,8

3,2

3,8

Объем осадка, % V

Оптическая плотность

21,5

0,34

0,22

0,25

0,27

0 35

Таблица5

Показатели

T Г

Скорость осаждения, см/мин

5,2

4,б

5 0

5,2

5,1

12

Объем осадка, 7

Фильтрационный коэффициент

l8,5

10,0

9,2

9,б

16,0

Сок II сатурации эффект очистки содержание соб лей кальция, % Са0 на 100 г СВ

Показатели при рН подщелачивания .суспензии СаСО>, направляемой на преддефекацию

10,0 11,4 12,0

0,040 0,031 0,035 0,050

Параметры при количестве сиропа, мас.Х, добавляемого к осадку карбоната кальция

Значения для суспензии коагулята для несахаров (T=85 С) при рН после подщелачивания

10 5 1 1 0 1 1 2 1 1 5 12 0

1442552

Таблицаб

Значения для. суспензии коагулята несахаров (рН 11,2) о при температуре перед отделением осадка, С

Показатели

95 100

85

Скорость осаждения, см/мин

4,9

5,2

Объем осадка, %

32

Фильтрационный коэффициент

8,8

14,0

9,6

Составитель Ю.Сидоренко

Редактор Н.Гунько Техред И.,яндык Корректор Г.Решетник.Заказ 6354/23 Тираж 308 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4