Способ хранения сахарной свеклы

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам обработки сельскохозяйственной продукции при хранении, и может быть использовано на свеклоприемных пунктах сахарных заводов для упрощения процесса, снижения расхода электроэнергии на получение дезинфицирующего раствора, снижение потерь сахарозы в процессе хранения. Сущность изобретения: способ хранения сахарной свеклы в кагатах или буртах, включает обрызгивание свеклы при укладке водным раствором хлорида натрия с концентрацией 1 - 3 г/л,обработанного в анодной камере диафрагменного электролизера до достижения значений рН 5 - 7, и окислительно-восстановительного потенциала плюс 500 - плюс 800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Обработку ведут в вертикальном цилиндрическом электролизе с коаксиальными электродами из титана, полированного титана, титана покрытого платиной, или оксидами рутения и титана, или оксидами иридия и диафрагмой на основе оксидов алюминия и циркония. Перед обрызгиванием свеклу моют. Исходный раствор, обработанный в катодной камере до достижения значения рН 10 - 12 и окислительно-восстановительного потенциала - 820 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, может быть использован для увлажнения вентиляционного воздуха в лечебный период хранения. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам обработки сельскохозяйственной продукции при хранении и может быть использовано на свеклоприемных пунктах сахарных заводов.

Известно, что в процессе хранения свеклы, поступающей на перерабатывающие заводы, имеет место загнивание свеклы и снижение в ней содержания сахарозы под действием микроорганизмов, содержащихся в остатках почвы. Кроме того, свекла, убранная механизированным способом, характеризуется также увеличенным количеством повреждений, что также ухудшает ее сохранность в процессе хранения.

Для решения этой важной задачи применяются различные технические решения, в основном использующие опрыскивание свеклы при закладке на хранение различными веществами, обладающими защитными и антисептическими свойствами.

Так, например, рекомендуется опрыскивать свеклу при закладке водным раствором 2-хлорэтилфосфоновой кислоты концентрацией 0,25-0,35% вес. в количестве 3,5-4,0 л/т [1] Известно также проведение хранения с введением при закладке раствора пропионовой кислоты с добавкой натриевых или аммонийных солей алкилсульфатов [2] или натриевой соли гидразида малеиновой кислоты 2-(4-тиазолил)-бензамидазола [3] Известно также применение неорганических соединений для решения той же задачи тиосульфата натрия и борной кислоты [4] или состава, содержащего перекись водорода и жидкое стекло [5] или раствора мочевины [6] Известно также применение водного раствора, содержащего индуктор механизма устойчивости раствор мицелия гриба Fusazium Culmorum (W.G.Sm) Sacc, штамм ВСБ-927 [7] Общим недостатком известных решений является применение реагентов, часто дефицитных, требующих специальных условий для их хранения и использования, что усложняет процесс и повышает его стоимость. Кроме того, в ряде случаев применяются токсичные вещества, работа с которыми требует строго соблюдения техники безопасности, в связи с чем ограничиваются применяемые концентрации и не обеспечивается подавление вредных процессов при хранении. Кроме того, общим недостатком всех перечисленных методов является потеря сахарозы во время хранения.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ хранения сахарной свеклы, согласно которому свеклу при укладке на хранение опрыскивают водным раствором хлорида натрия концентрацией 0,1-1,0% предварительно обработанным в анодной камере диафрагменного электролизера до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала плюс 800 плюс 1200 мВ, и в течение лечебного периода хранения воздух для вентилирования увлажняют раствором хлорида, обработанного в катодной камере диафрагменного электролизера до достижения значений окислительно-восстановительного потенциала минус 400 минус 1000 мВ, а в последующие периоды хранения увлажнение проводят раствором хлорида, обработанного в анодной камере [8] Данный способ принят в качестве прототипа.

Осуществление способа по прототипу позволяет использовать недефицитный реагент хлорид натрия, работа с которым не требует соблюдения жестких правил техники безопасности, увеличить срок хранения и сократить потери сахарозы при хранении. Кроме того, подача раствора, обработанного в катодной камере, для увлажнения вентиляционного воздуха в лечебный период хранения позволяет активизировать регенерационные процессы в свекле, имеющей механические повреждения Однако способу свойственны некоторые недостатки. Раствор, обработанный по известному способу, обладает сравнительно низкой дезинфицирующей способностью, что требует постоянного введения его в процессе хранения с вентиляционным воздухом, и, следовательно, способ усложняется. По известному способу исходный раствор имеет концентрацию 0,1-1,0% т.е. обладает низкой электропроводностью, что увеличивает затраты электроэнергии на обработку, особенно для достижения высоких значений окислительно-восстановительного потенциала, указанных в известном решении.

Целью изобретения является упрощение процесса, снижение расхода электроэнергии на получение дезинфицирующего раствора, снижение потерь сахарозы в процессе хранения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе хранения сахарной свеклы в кагатах или буртах, включающем обрызгивание свеклы при укладке водным раствором хлорида натрия, предварительно обработанным в анодной камере диафрагменного электролизера, используют исходный раствор хлорида натрия с концентрацией 1-3 г/л, а обработку ведут до достижения значений pH 5-7, и окислительно-восстановительного потенциала плюс 500 плюс 800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения.

Обработку целесообразно вести в вертикальном цилиндрическом электролизере с коаксиальными электродами из полированного титана или титана с электрокаталитическим покрытием, содержащим оксиды рутения, иридия, или иметь пироуглеродное покрытие. Электроды могут быть выполнены из стеклоуглерода или платинированного титана, а диафрагма выполняется ультрафильтрационной на основе оксидов алюминия, иттрия и циркония.

Перед обрызгиванием свеклу моют.

Известно проведение процесса закладки свеклы на хранение, включающего разгрузку, в процессе разгрузки отмывание, обработку антисептиком при транспортировке сырья к месту хранения и укладку в кагат [9] В известном решении не указан используемый антисептик, однако отмечено, что срок хранения свеклы увеличивается. Использование же известного приема с предложенным по изобретению бактерицидным веществом также дает увеличение срока хранения и сокращение потерь сахарозы во время хранения.

Католит, полученный в катодной камере, также может быть использован в лечебный период хранения для увлажнения воздуха.

При электрохимической обработке растворов концентрацией от 1 до 5 г/л в электродных камерах диафрагменного электролизера наблюдается образование неустойчивых суперактивных соединений, которые обеспечивают высокую эффективность таких растворов при, казалось бы, невысоком содержании регистрируемых активных компонентов, например, активного хлора. Так, растворы с минерализацией до 5 г/л, обработанные в анодной или катодной камерах диафрагменного электролизера при расходах электричества 300-1500 Кл/л и плотности тока от 30 до 1000 и более А/м (2) применяются в качестве моющих и стерилизующих растворов в медицине [10] Авторами обнаружено, что использование обработанного в анодной камере диафрагменного электролизера раствора хлорида натрия концентрацией 1-3 г/л в качестве бактерицидного средства в процессе закладки свеклы на хранение позволяет обеспечить эффективное обеззараживание и стабильность качества свеклы в процессе хранения.

В предложенном решении в качестве бактерицидного вещества используют раствор хлорида натрия с концентрацией 1-3 г/л, обработанного в анодной камере диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов и керамической диафрагмы. При обработке менее концентрированных растворов не обеспечиваетcя необходимая степень изменения свойств раствора и значительно возрастают затраты электроэнергии, при концентрации выше 3 г/л в растворе после обработки увеличивается содержание активного хлора, что отрицательно сказывается на процессе хранения.

В прототипе не приведены затраты энергии на проведение процесса подготовки растворов, не указан также материал электродов и диафрагмы, однако исходя из представлений о механизме протекающих электрохимических и других процессов можно предположить, что даже при использовании электродных материалов, указанных как предпочтительные в предлагаемом решении при обработке раствора концентрацией до 1 г/л расход энергии составляет для достижения значений окислительно-восстановительного потенциала плюс 800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения 4 кВт˙ч/м³. При увеличении значения окислительно-восстановительного потенциала до 1200 мВ расход энергии увеличивается до 4,3 кВт˙ч/м³. При использовании других электродных материалов, таких как, например, графит, нержавеющая сталь расход энергии увеличивается до 5,8 кВт˙ч/м³.

В предложенном решении расход электроэнергии составляет 1,2-1,6 кВт˙ч/м³.

Обработку ведут до достижения значений pH 5-7 и окислительно-восстановительного потенциала плюс 500- плюс 800 мВ относительно хлоpсеребряного электрода сравнения. При дальнейшем уменьшении pH и увеличении значений окислительно-восстановительного потенциала увеличивается расход энергии и снижается дезинфицирующая способность, а, кроме того, использование более кислых растворов требует ужесточения техники безопасности. При уменьшении значений окислительно-восстановительного потенциала резко снижается дезинфицирующая способность раствора.

Количество вводимого в процесс раствора определяется степенью загрязненности свеклы и составляет до 10 л на тонну свеклы.

В прикладной электрохимии известны различные конструкции диафрагменных электролизеров, применяемых для обработки растворов. Электролизеры могут быть как периодического, так и непрерывного действия, имеющие различную форму электродов и их размещение в электролизере.

Для предложенного решения целесообразно вести обработку в вертикальном проточном цилиндрическом электролизере с коаксиальными нерастворимыми электродами и керамической диафрагмой, что обеспечивает эффективную обработку при достаточной производительности. В качестве анодных материалов могут использоваться полированный титан или титан с каталитическим покрытием, содержащим оксиды рутения, иридия, платины, или пироуглеродное покрытие. В качестве катодов используется полированный титан или титан с покрытием пироуглеродом. В качестве электродного материала для анода и катода может использоваться стеклоуглерод. Керамическая диафрагма выполняется ультрафильтрационной из керамики на основе оксидов циркония, иттрия, алюминия.

Для предложенного решения могут быть использованы электролизеры, описанные в заявке РСТ WO 93/20014, C 02 F1/46, 1993, обеспечивающие необходимую степень изменения раствора и широкий спектр производительности.

Предложенное бактерицидное вещество имеет pH, близкий к нейтральному, незначительное солесодержание и не требует специальных мер техники безопасности.

Установка для получения анолита содержит электрохимический модуль или блок модулей, обеспечивающих требуемую производительность. В установку подается подсоленная вода из смесителя, в который поступает вода, прошедшая все стадии очистки и раствор хлорида натрия из блока приготовления солевого раствора концентрацией 100-300 г/л. Смеситель обеспечивает подсаливание чистой воды в диапазоне концентраций 1-3 г/л. После обработки анолит направляется в резервуар, откуда дозировочным насосом подается на разбрызгивание.

Католит из электрохимической установки имеет pH 10-12 и значения окислительно-восстановительного потенциала 820 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Эти параметры обеспечиваются режимом обработки раствора при получении анолита. Раствор с этими параметрами может использоваться в технологическом цикле для увлажнения воздуха в лечебный период хранения или для дезинфекции производственных помещений, приготовления раствора известкового молока для побелки складских помещений и т.п.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. При закладке корнеплодов сахарной свеклы на хранение в кагаты проводилась ее обработка раствором хлорида натрия концентрацией 2 г/л, обработанного в анодной камере диафрагменного электролизера с использованием электродов из титана (катод), оксидно-рутениевого анода на титановой основе с добавкой иридия и керамической диафрагмы на основе оксидов циркония, иттрия и алюминия. Обработанный раствор имел pH 6,5 и окислительно-восстановительный потенциал 700 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Расход энергии на приготовление раствора 1,2 кВт˙ч/м³. При разбрызгивании раствор использовали в количестве 0,2% от массы свеклы.

В процессе хранения в течение 93 суток потери сахарозы составили 1,5-1,8% (по прототипу за тот же период времени потери составили 2,2-2,6%).

П р и м е р 2. Закладку на хранение корнеплодов ведут в условиях примера 1, но перед обрызгиванием свеклу моют.

Потери сахарозы за период хранения 93 суток составили 0,25% Применение данного способа упрощает процесс, облегчает его автоматизацию, значительно снижает потери сахарозы в процессе хранения, обеспечивает снижение расхода энергии на получение дезинфицирующего раствора.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ХРАНЕНИЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ в кагатах или буртах, включающий обрызгивание свеклы при ее укладке на хранение водным раствором хлорида натрия, предварительно обработанным в анодной камере диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов, отличающийся тем, что используют исходный раствор хлорида натрия с концентрацией 1 - 3 г/л, а обработку ведут до достижения значений рН 5 - 7 и окислительно-восстановительного потенциала 500 - 800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед обрызгиванием свеклу моют.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что исходный раствор, обработанный в катодной камере до достижения значений рН 10 - 12 и окислительно-восстановительного потенциала - 820 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения используют для увлажнения вентиляционного воздуха в лечебный период хранения.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что обработку ведут в вертикальном цилиндрическом электролизере с коаксиальными электродами из стеклоуглерода, или полированного титана, или титана с каталитическим покрытием, содержащим оксиды рутения, ирилия, платину, и ультрафильтрационной диафрагмой из керамики на основе оксидов циркония, иттрия, алюминия.