Способ очистки диффузионного сока

 

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам очистки диффузионного сока. Способ очистки диффузионного сока предусматривает осаждение в нем белковых соединений, дефекацию, первую сатурацию, отделение осадка от сока, вторую сатурацию и фильтрацию. Осаждение белковых соединений производят путем воздействия на него электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона. Напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 мин. Изобретение позволяет снизить энергозатраты и расход извести на дефекацию.

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам очистки диффузионного сока, результатом которого является снижение расхода извести на очистку и снижение энергозатрат на электрообработку диффузионного сока.

Известен способ очистки диффузионного сока, который предусматривает его преддефекацию, дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией, II сатурацию, фильтрацию, сгущение суспензии осадка сока II сатурации. Сгущенную суспензию осадка сока II сатурации активируют всем количеством извести, расходуемым на преддефекацию (0,24% СаО к массе сока), и прогрессивно подают на преддефекацию (Сахарная промышленность, 5, 1984, с. 22-25).

Способ является достаточно сложным и требует большого расхода извести на очистку.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий осаждение в нем белковых соединений путем воздействия на сок постоянным электрическим полем при напряженности электрического поля не менее 5,0 В/см, температуре процесса 60^oС, длительности 5 минут. Затем сок нагревают до 85^oС, проводят основную дефекацию добавлением 2,5% СаО к массе свеклы и выдерживают в течение 10 минут.

Затем проводят первую сатурацию до щелочности сока по фенолфталеину 0,08% СаО. Полученный сок первой сатурации фильтруют и осадок удаляют. Фильтрованный сок первой сатурации нагревают до 85^oС. После этого проводят вторую сатурацию до рН раствора 9,2 и отделяют осадок. (Лосева В.А., Кульнева Н. Г. Полупромышленные испытания электрообработки диффузионного сока // Журнал - Сахарная промышленность 2, 1996, с.7-9).

Известный способ требует для обеспечения высокой степени очистки создания на электродах разности потенциалов более 500 В при обработке порядка 10 м³ диффузионного сока, так как при меньшей разности потенциалов постоянное электрическое поле не может обеспечить такую степень поляризации белков, при которой происходит соединение со всеми находящимися в растворе нерастворимыми солями щелочных и щелочноземельных металлов. Кроме того, процесс электролиза всегда сопровождается износом электродов. Создание столь значительной разности потенциалов приводит к существенному энергопотреблению. Так для обработки 10 м³ необходимо затратить 60 Вт•ч. Способ требует большого расхода извести.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении расхода извести и снижении энергозатрат на процесс очистки диффузионного сока.

Этот результат достигается тем, что осаждение белковых соединений производят путем воздействия на него электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона или электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 минут.

Как показал обзор патентно-технической литературы, нигде раньше для обработки диффузионного сока не применялось электромагнитное поле амплитудно-модулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитное поле частотно-модулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитное поле фазомодулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Предложенный способ заключается в следующем. Диффузионный сок с температурой 55-85^oС подается в устройство для осаждения в нем белковых соединений, представляющее собой заземленную емкость, выполненную из стали, в которой находится излучатель, расположенный так, чтобы максимальное число линий магнитной индукции электромагнитного поля пронизывало объем емкости, заполненный диффузионным соком. На излучатель подаются электромагнитные колебания. Воздействие производят электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 минут.

При воздействии электромагнитного поля с указанными параметрами происходит резонансное поглощение энергии поля атомами щелочных и щелочноземельных элементов и изменение спиновой ориентации валентных электронов этих атомов. В результате происходит изменение скоростей химических реакций (Кузнецов А. Н. , Ванаг В.К. Механизм действия магнитных полей на биологические системы. Серия биологическая 6, 1987. С.814-825). В частности, электромагнитное поле ускоряет химические реакции соединения белков с находящимися в диффузионном соке ионами щелочных и щелочноземельных металлов. В результате белковые соединения, находящиеся в соке, выпадают в осадок.

Затем диффузионный сок направляют на дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, вторую сатурацию и фильтрацию.

В результате затраты извести на очистку диффузионного сока уменьшаются в 1,7 раза при уменьшении энергопотребления в несколько раз.

Пример 1. Берут 10 м³ диффузионного сока при температуре 60^oС со следующими параметрами: чистота (Ч) - 84,7%, сухие вещества (Св) -12,4%, содержание сахарозы (Сх) - 10,5%, помещают его в опытную установку и воздействуют на него электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 60 минут при напряженности поля 120 А/м, При этом потребление электроэнергии составляет 5 Вт•ч.

После этого сок нагревают до 85^oС, проводят дефекацию добавлением 1,5% СаО к массе свеклы и выдерживают 10 минут.

Затем проводят первую сатурацию до щелочности сока по фенолфталеину 0,08% СаО. Полученный сок первой сатурации фильтруют и осадок удаляют. Фильтрованный сок первой сатурации нагревают до 85^oС. После этого проводят вторую сатурацию до рН раствора 9,2 и отделяют осадок.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей Г_н= 10 кГц амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 60 минут при напряженности поля 120 А/м. Глубина модуляции m= 70%. При этом потребление электроэнергии составляет 5 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей 10 кГц частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 10 минут при напряженности поля 1400 А/м. При этом потребление электроэнергии составляет 12 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей 10 кГц фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 10 минут при напряженности поля 1400 А/м, При этом потребление электроэнергии составляет 12 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы.

Параллельно диффузионный сок с параметрами, указанными в примере 1, подвергают очистке согласно известному (прототипу) способу, потребление электроэнергии при этом составляет 60 Вт•ч и расход извести 2,5% к массе свеклы.

Таким образом, предложенный способ позволяет снизить расход извести на очистку диффузионного сока на 1% и уменьшить энергозатраты в 5 раз.

Формула изобретения

Способ очистки диффузионного сока, предусматривающий осаждение в нем белковых соединений, дефекацию, первую сатурацию, отделение осадка от сока, вторую сатурацию и фильтрацию, отличающийся тем, что осаждение белковых соединений производят путем воздействия на него электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 мин.