Способ извлечения сахара из раствора мелассы

 

! .: " -т.

ОПИСА ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

Н И

IVIII 549088

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 11.12.74 (21) 2083397/13 (23) Приоритет — (32) 14.12.73 (31) Р2362211.9 (33) ФРГ

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень jU" 8

Дата опубликования описания 12.05.77 (51) М. Кл. С 13J 1/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзаоретений и открытий (53) УДК 664.152.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Мохаммад Мунир (Пакистан) Губерт Шивекк, Ганс-Вернер Вейнц и Фриц Вурм (ФРГ) Иностранная фирма

<Сюддойче Цуккер-АГ> (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ САХАРА

ИЗ РАСТВОРА МЕЛАССЫ

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 израствора 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 повышения сахара и ускорения

5 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 меньшей части катионита, находящейся в

10 последней колонне, а несахаров — из предпоследних.

Для осуществления способа можно использовать известные гелеобразные и/или макро15 пористые катионообменные смолы, имеющие, например, группы сульфоновой или карбоновой кислоты. Гелеобразные катиониты представляют собой, например, сополимеры из мономерных моно- и поливиниловых соеди20 нений.

Катиониты применяют в кальциевой форме, для перевода в которую его предварительно подвергают воздействию раствора, содержащего от 1 до 10 вес. /о (от 4 до 6 вес. /о)

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

549088

Среднее значение для девяти циклов

Ц и к л

Показатели

0,182

0,182

0,196

0,186 0,188

0,186 0,184

0,186 0,184

0,186

9,55

93,0

96,9

10,1

92,4

96,6

10,5

89,5

95,0

10,4

92,1

98,9

10,3

91,2

98,4

10,3

92,0

97,8

10,2

93,0

97,0

10,2

91,2

95,1

10,2

92,7

95 9

10,2

91,9

96,8

Вместо раствора хлористого кальция можно применять сгущенную до 10 — 20 вес. о/о 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 ионами кальция, На чертеже схематично изображена установка для извлечения сахара пз 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 катионита разделено таким образом, что в колонне 1 и колонне 2 находится 65 об. (от общего количества), а в колонне 3 — 35 об. /о, причем этH 65 оо. /О распределены на две первые колонны поровну.

В колонны загружен макропористый катионит с группами сульфоновой кислоты в кальциевой форме, в котором при помощч 4 /о дивинилбензола ооразованы сетчатые молекулы.

В состав установки входят также насосы

4, 5, резервуар 6 для воды и резервуар ? 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. Кроме того, в установке имеется термостат 1!, к которому эти трубопроводы подключены, поляриметр

12, рефрактометр 13 и измеритель электрон р о в одн ости 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, имеОтношение объема фракции, содержащей сахар, к объему ионообменной смолы

Содержание сухих веществ, Чистота, %

Выход сахара, „по отношению к сахару, содержащемуся в мелассе

Объем фракции, содержащий сахар, составляет от 91 до 98 л., отношение этой фракции к объему применяемой ионообменющсй температуру 90 С и содержащей

50 вес, % су: их веществ при 61 /о-ой чистоте, в колонну 1. Прп этом скорость течения мелассы составляет 3,4 см/мин.

5 Затем клапан 15 закрывают, а клапан 20 открывают и осуществляют элюацию в колоннах 1 и 2 (клапан 17 открыт н эти колонны сообщены) обезуглероженной и также нагретой до 90 С водой. Как только в элюате ко10 лонны 2 появляется сахар, к ней подсоединяют колонну 3. При этом открыты клапаны

20, 16, 17, 21 и 22. Насос 4 продолжает подавать воду из емкости 6 во все колонны с той же скоростью (3,4 см/мин) .

15 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 положении клапанов насос 4

20 начинает подавать воду из емкости 6 непосредственно в колонну 3 со скоростью течения 3,4 смlмин и элюировать сахарную фракц ию.

Насос 5 подает из той же емкости воду в

25 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 пока30 жет 0,45 . Получаемый после этого элюат собирают вместе с несахарной фракцией, поступающей из колонны 2.

После окончания процесса элюации сахар35 ной 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 обезуглерожепной водой.

40 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. /о сухих веществ, Й4(1() 8(Ч

Формула изобретения оста»»тель М. Андреева

Текред Л. Гладкова Корректор Т. Добровольская

Реда кто р Е. Да йч

Заказ I 275/5 Изд. № 285 Тираж 499 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1(3035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

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,О%.

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

При работе по описываемому способу вначале элюируются высокомолекулярные вещества (например, красители, воски, полисахариды и рафнноза), затем ди- и моносахариды в такой последовательности: глюкоза, фруктоза, а затем мономерные несахара (например, соли аминокислот, карбоновых кислот н минеральных кислот и бетаин).

Способ извлечения сахара из раствора мелассы путем пропуска последнего через катионит в кальциевой форме и эл(оации сахара водой, отлич а ющий ся тем, что, с

10 целью повышения выхода сахара н ускорения процесса, общее количество катионита разделяют по крайней мере на две колонны в соотношении 55 — 75: 45 — 25 00. % и элюацню сахара производят из меньшей части ка15 тнонита, находящейся в последней колонне.