Способ очистки диффузионного сока
Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает нагревание диффузионного сока до 85 - 90oС. В него вводят раствор хлористого алюминия до достижения рН 3,5 -4,5 и проводят коагуляцию несахаров. Затем добавляют щелочной раствор гидроксоалюмиината натрия до рН 7,1 - 7,3 для осаждения избытка ионов алюминия, образования осадка гидрата окиси алюминия и сорбции несахаров этим осадком. Образовавшийся осадок отделяют от сока. Способ обеспечивает повышение эффективности очистки сока от красящих веществ и высокомолекулярных соединений.
Изобретение относится к сахарной промышленности.
Известен способ очистки диффузионного сока, предусматривающий введение коагулянта для осаждения несахаров на стадии преддефекации, дефекацию, первую сатурацию, фильтрование, вторую сатурацию и фильтрование, при этом в качестве коагулянта используют сульфат алюминия в количестве 0,04 - 0,08% к массе сока (SU 1240785 A1, 30.06.86). Недостатком способа является его сложность, больший расход используемых реагентов. Ближайшим техническим решением к предложенному является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий приготовление раствора коагулянта - коллоидного соединения окиси хлорида алюминия /(Al2O3) Al2O2Cl2/, коагуляцию несахаров этим реагентом с образованием осадка в виде хлопьев и его отделение (US 2015375 A, 24.09.35). Недостатком этого способа является недостаточно высокая степень очистки сока от красящих веществ и высокомолекулярных соединений, что препятствует дальнейшей мембранной очистке сока из-за быстрой деградации мембран. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности очистки диффузионного сока от красящих веществ и высокомолекулярных соединений. Этот результат достигается тем, что в предложенном способе, предусматривающем коагуляцию несахаров реагентом с образованием осадка в виде хлопьев и его отделение от сока, последний перед коагуляцией нагревают до 85 - 90oC и в качестве реагента используют раствор хлористого алюминия. Его вводят до достижения pH 3,5 - 4,5. После окончания процесса коагуляции в сок добавляют щелочной раствор гидроксоалюмината натрия до pH 7,1 - 7,3 для осаждения избытка ионов алюминия, образования осадка гидрата окиси алюминия и сорбции несахаров образовавшимся осадком. Способ заключается в следующем. Диффузионный сок нагревают до 85 - 90oC, вводят реагент - раствор хлористого алюминия до достижения pH 3,5 - 4,5 и проводят коагуляцию белков, красящих веществ и высокомолекулярных соединений. Сок выдерживают при указанной температуре 1,0 - 1,5 минут и охлаждают до температуры не выше 30oC. После окончания процесса коагуляции в сок добавляют щелочной раствор гидроксоалюмината натрия до достижения pH сока 7,1 - 7,3. При этом образуется осадок гидроокиси алюминия, который сорбирует несахара. Коагуляция красящих веществ, белков и высокомолекулярных соединений вызывается совместным воздействием повышенной температуры и добавляемым кислым раствором коагулянта, который смещает величину pH исходного раствора ниже 4,5 и вводит в раствор способствующие коагуляции ионы алюминия, удаляемые далее в осадок добавлением щелочного раствора реагента-доосадителя. Единственной примесью, привносимой в результате данного процесса в обрабатываемый раствор, является хлорид натрия (поваренная соль), образующийся в результате взаимодействия избытка хлорида алюминия и гидроксоалюмината натрия по уравнению: AlCl3 + Na3/Al(OH)6/ = 2Al(OH)3+3NaCl. Такая примесь, какой является хлористый натрий, не представляет проблемы для работы аппаратов, использующих мембранные процессы разделения. При давлении к диффузионному соку, имеющему величину pH, как правило, в пределах 6,0 - 6,7, раствора хлорида алюминия вначале образуется небольшое количество гидроокиси алюминия, которое растворяется по мере достижения величины pH около 4. Коагуляция белков и некоторых других соединений эффективна как раз при таких значениях pH, а повышенная температура способствует ускорению процесса и образованию более крупных хлопьев. Дополнительное удаление примесей из сахаросодержащего раствора происходит при адсорбции их на частицах гидроокиси алюминия, образующейся при осаждении избытка алюминийсодержащего коагулянта добавлением щелочного реагента - доосадителя, также содержащего алюминий. Образовавшийся осадок отделяют от сока. Пример 1. Один литр темноокрашенного диффузионного сока сахарной свеклы с CB 15,5%, Дб 85% и pH20 6,3 нагревают до температуры 85oC, вводят при перемешивании 20%-ный раствор хлорида алюминия (pH 0,55) до установления величины pH20 4,5, выдерживают при температуре 85oC в течение 1,5 минуты и охлаждают до температуры 25oC. Затем вводят раствор гидроксоалюмината натрия /Na3/Al(OH)6/, содержащий 16 г алюминия в литре (pH 11,8) до достижения pH20 7,2. Полученный сок, содержащий взвешенные хлопья скоагулировавших веществ, центрифугируют в течение 10 минут на центрифуге типа OC-6M при частоте вращения 2500 об/мин и центробежном поле около 1300 g, отделяют осадок декантацией и получают около 0,90 литра прозрачного слабоокрашенного сока с показателями: CB 14,9%, Дб 88,5%, оптическая плотность (при толщине кюветы 10 мм и длине волны 590 нм) равна 0,165, концентрацией кальция в пересчете на CaO - 0,012%. Пример 2. Один литр темноокрашенного диффузионного сока сахарной свеклы с CB 16,4%, Дб 84,5% и pH20 6,2 нагревают до температуры 85oC, вводят при перемешивании 30%-ный раствор хлорида алюминия (pH 0,4) до достижения величины pH20 3,5, выдерживают при температуре 85oC в течение 1 минуты и охлаждают до температуры 30oC. Затем вводят раствор гидроксоалюмината натрия /Na3/Al(OH)6/, содержащий 20 г алюминия в литре, до pH20 7,2. Полученный сок, содержащий взвешенные хлопья скоагулировавших веществ, фильтруют через четыре слоя фильтровальной бумаги на лабораторном друк-фильтре при давлении около 5 кгс/см2 и получают около 0,92 литра прозрачного слабоокрашенного сока с показателями: CB 15,5%, Дб 89,3%, оптическая плотность (при толщине кюветы 10 мм и длине волны 590 нм) равна 0,15; концентрацией кальция в пересчете на CaO - 0,010%. Пример 3. Параллельно порцию этого сока обрабатывают по способу, предлагаемому в патенте США N 2015375. В диффузионный сок в количестве 0,5 л вводят при 26oC растворы хлористого алюминия концентрацией 20% и гидроксида натрия концентрацией 10% в таком соотношении, чтобы поддерживать величину pH около 5,2. После выдержки 20 минут сок, содержащий взвешенные хлопья, фильтруют через четыре слоя фильтровальной бумаги на лабораторном друк-фильтре при давлении 5 кг/см2 и получают около 0,43 л слабоокрашенного сока: Дб 87,7%, оптическая плотность (при толщине кюветы 10 мм и длине волны 590 нм) равна 0,192, концентрация кальция в пересчете на CaO - 0,03%. Сравнение полученных растворов по содержанию высокомолекулярных веществ проводили косвенным методом, по скорости фильтрования растворов через ультрафильтрационную мембрану УФМ-2 на лабораторном друк-фильтре при давлении 3 кг/см2. Пониженные скорости фильтрации соответствуют повышенному содержанию высокомолекулярных веществ. Средняя скорость фильтрования 30 см3 раствора через мембрану площадью 10 см2 составила: для примера 1 - 35 л/м2 час; для примера 2 - 48 л/м2 час; для примера 3 - 20 л/м2час. Предложенный способ эффективнее всего использовать в нетрадиционных методах производства сахара без применения извести и углекислого газа. Возможность применять достаточно концентрированные реагенты для обработки сока и отсутствие оборудования, связанного с подачей и сепарацией газа, позволяют уменьшить размеры оборудования на стадии химической очистки сока, что особенно важно для мини-заводов по переработке сахарной свеклы. В очищенном соке уменьшается содержание кальция в 3 - 4 раза по сравнению с традиционными способами и соответственно повышается ресурс работы мембранных аппаратов за счет уменьшения отложения малорастворимых солей кальция на мембранах.Формула изобретения
Способ очистки диффузионного сока, предусматривающий коагуляцию несахаров реагентом с образованием осадка в виде хлопьев и его отделение от сока, отличающийся тем, что последний перед коагуляцией нагревают до 85 - 90oС и в качестве реагента используют раствор хлористого алюминия, при этом его вводят до достижения рН 3,5 - 4,5, причем после окончания процесса коагуляции в сок добавляют щелочной раствор гидроксоалюмината натрия до рН 7,1 - 7,3 для осаждения избытка ионов алюминия, образования осадка гидрата окиси алюминия и сорбции несахаров образовавшимся осадком.PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Номер и год публикации бюллетеня: 21-2003
(73) Патентообладатель:ООО "МАЙСТРА" (RU)
Договор № 16380 зарегистрирован 01.04.2003
Извещение опубликовано: 27.07.2003