Способ очистки сахарсодержащегораствора

Союз Советскик Социалистическик Республик(22) Заявлено 21 Р 2.79 (21) 2728504/28-13 ) М КитЭ с присоединением эаввкм Йо( 3) Приоритет -С 13 0 3/18 Государственный комитет СССР оо аеиам изобретений и открытийОпубликовано 230 381 Втоллетень М 9 11Дата опубликования опмсаимв 2 3.03.81 5 З) УДК 664.1.039.7(0 ВВ.В) 7Заявитель Институт технической теплофизики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ САХАРОСОДЕРЖАЩЕГОРАСТВОРА Изобретение относится к области очистки растворов, содер;тащих взвешенные, цветные и коллоидные вещества, и может быть использовано в технологии сахарного производства для очистки высококонцентрированных сахарных растворов, таких как сироп и межкристальные оттеки.В состав несахаров, полупродуктов сахарного производства, помимо элек) тролитов входят органические вещества, образукшие в процессе производства сахара растворы цветных и коллоидных веществ. Накапливаясь по ходу производства сахара, цветные и .15 коллоидные вещества, совместно с минеральной частью несахаров, связывают сахарозу и образуют отход производства - мелассу, являющуюся основным источником потерь сахара в про изводстве.Известен способ очистки сахаросодержащего раствора, предусматривающиЯ пропускание его через слой гранулированного материала, катионита и ани онита, размещенного в рабочих камерах электродиализатора. Смесь катионита и анионита в равном соотношении загружают в рабочие камеры многосекционного электродиализатора, отде ленные от камер концентрирования аннонообменными и катионообменными мембранами, накладывают на электроды постоянное электрическое напряжение и пропускают раствор с некоторой скоростью. При этом раствор очищается от содержащихся электролитов за счет их диализа через мембраны в камеры концентрирования 11.Однако при использовании известного способа очистки, некоторая часть миграционного несаяара,а также цветные и коллоидные вещества остаются в растворе и обуславливают потери сахара в мелассе. К недостаткам известного способа относится также большой расход электроэнергии на удаление электролитов, неизбежность периодической замены ионитов, ввиду нх отравления и разрушения, а также необходимость частых регенерациЯ, что в условиях существующего оформления процесса очистки связано с определенными практическими трудностями.Цель изобретения - повышение эффекта очистки сахаросодер.ащего раствора.Поставленная цель достигается тем, что в качестве гранулированного ма" териала используют непроводящий элек.Концентрациясахарозы врастворе,Падение напряжения в рабочейкамере ячейки, В Концентрациякарамелинав очищенномрастворе, г/л Эффект очисткираствора, г/л 33,5 1,33 35,6 20,5 1,59 30,0 30 53,0 0,94 39,0 40 60,0 0,80 60,0 65 63,5 0,73 73,3 трический ток фильтрующий материал, при этом пропускание раствора ведут со ско 1 Рзстью (0,5-1,0)х 10м/с при температуре 75-85 С и концентрации сахарозы 60-70.В качестве непроводящего электрический ток фильтрующего материала целесообразно испольэовать керамзит, силикагель с диаметром гранул 2-3 мм или обожженную глину.Способ заключается в следующем.Используют электролитическую ячейку, разделенную ионообменными мембранами на три камеры; анодную, среднюю (рабочую) и катодную. Электродами служат графитовые, титановые или платиновые электроды, 15Через электродные камеры прокачивают с целью предупреждения газовой пол,".рязации электродов 0,1 н.раствор йаС Р со скоростью 0,03-0,05 м/с.Через среднюю камеру пропускают 20 очищаемый раствор, содержащий 60-70 сахарозы со скоростью (0,5-1) 10 и/с.Используемый гранулированный материал и раствор, содержащий сахарозу высоких концентраций, обеспечивают не 2 обходимый градиент потенциала 80-90 ВЗсм в рабочей камере ячейки и в связи с этим - высокий эффект удаления цветных и коллоидных веществ из растворов, содержащих значительное количество электролитов.о30Очистку осуществляют при 75-85 С. Время пребывания раствора в слое Фильтрующего материала составляет 1,5 т 2,2 ч.В конце цикла работы электролитической ячейки, определяемого по количеству удер;вбиваемой примеси или по концентрации их в фильтрованном раст 40 Как видно из табл. 1, с увеличени- ф 0 ем концентрации сахарозы в растворе увеличивается электрическое сопротивление слоя силикагеля и соответственно ему растет напряженность поля и эффект удаления карамелина. воре, прекращают подачу раствора,снимают электрическое напряжение и дают в рабочую камеру воду. При этом осадок разруиается и выносится из межзернового пространства слоя потоком воды. Затем цикл повторяется.В качестве гранулированного материала используют непроводящий электрический ток фильтрующий материал, например керамзит, или силикагель с диаметром гранул 2-3 мм, или обожженную глину.П р и м е р 1. В среднюю камеру электролитической ячейки, выполненной из фторопласта, размером 28 х 10 х 64 мм, помещают силикагель с диаметром гранул 2-3 мм и раствор кара- мелина (продукта термического разло" пения сахароэы) с концентрацией 2 г/л, содержащий различное количество саха- розы (0-71) .Через электродные камеры, отделенной от средней мембранами М,МА, прокачивают 0,1 н.раствор йаС 8. Расстояние между электродами 20 мм. На электроды подают постоянное электрическое напряжение 100 ф 2 В и выдерживают раствор в ячейке при температуре 90 С в течение 20 мин, необходимых для установления динамического равновесия.В процессе опытов определяют с по" мощью платиновых зондов, установленных в примембранных областях рабочей камеры ячейки, падение напряжения. По истечении времени процесса очистки раствора сливают и определяют калориметрически концентрацию караме- лина в зависимости от содержания сахарозы в растворе.Результаты этих определений представлены в табл. 1. П р и м е р 2. Раствор, ссщержащмй 1,23 г/л карамелина, 60 сахаровы и 110-1 10моль/л хлористого натрия помещают в среднюю камеру электролитической ячейки, предварительно заполненной гранулированным керамэи815036 Концентрациякарамелинав очищенномрастворе, г/л Падение напряжения в рабочейкамере ячейки, В ЭФфект очисткираствора, % Концентрацияв исходномрастворе,моль/л 92,0 0,201 0,199 0,196 0,200 0,205 0,210 83,6 1 х 10 1 х 10 10-З 1 х 10 1 х 10 91,0 83,8 91,5 84,1 83,7 92,5 83,3 93,0 82,9 90,0 гТаблица 3 ДБ раствора Исходного Очищенно 49,6 39,6 82,.2 73,6 55 58,7 32,2 87,2 82,2 69,2 24,3 90,0 87,8 65 62,5 21,8 75,8 92,0 90,0 80 98,6 92,0 73,6 25-80 Итого том, и выдерживают в ней при 80 фС инапряжении на электродах 100+2 В втечение 20 мин. Через электродныекамеры, отделенные от средней ионообменными мембранами, прокачивают0,1 н.раствор йаС 3. По истечении времени процесса определяют величину Из табл. 2 видно, что при использовании в качестве фильтрущего слоя керамзита н.раствора с больщой концентрацией сахарозы обеспечивается высокое падение напряжения в рабочей камере ячейки (90-92 В из 100 подаваемых на электроды) и соответственно ему эффект удаления карамелина независимо от концентрации электролита в очищаемом растворе. 35П р и м е р 3. Очищенный методом электродиалнза раствор мелассы с содержанием сухих веществ (СВ) 40 и доброкачественностью (ДБ) 73,6 ед. (ДБ исходной мелассы 57,8 ед) уваривают под вакуумом (600 ю.рт.ст.)до содержания СВ=63 и пропускат при 80 С со скоростью 0,72 х 10 м/с через среднюю камеру электролитической ячеики размером 15 х 20 х 1450 мм, предварительно заполненной керамзитом 45Через электродные камеры, отделенные от средней мембранами МК 40 и МА, прокачивают 0,1 н.раствор Количество Напряженность циклов электрическоГО поля В/см падения напряжения и концентрацикарамелина в очищенном растворе взависимости от концентрации электролита в исходном растворе. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 2. Ф Таблица 2НаСФ и подают на электроды постоянное электрическое напряжение. По истечении некоторого времени, опреде-ляемого по концентрации цветных веществ на выходе из ячейки, подачураствора мелассы прекращают, отклчают ток и проьивают среднюю камеруячейки водой при 25 ОС до появленмяна выходе бесцветного раствора. Затем цикл повторяют, увеличивая посте;пенно величину подаваемого на электроды напряжения и подвергая очисТкераствор мелассы, очищенный уже впредыдущем цмкле. В каждом цикле определяют эффект очистки по изменениюдоброкачественности раствора и эффектобеспечивания его по концентрациицветных веществ. В процессе опытовконтролируют с помощью платиновыхзондов напряженность. электрическогополя в рабочей камере .ячейки. Результаты проведенных опытов при-ведены в табл. 3Эффект Эффект обесочистки, цвечивания, Ф %815036 Формула изобретения Составитель Г.Лошкаоева Редактор А.Химчук Техред Н.Майорош Корректор Ю.МакаренкоЗаказ 963/41 Тираж 384 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Из приведенных примеров видно, что введением в поле постоянного электрического поля керамзита вместо ионообменных смол сахарозы большой концентрации можно достигнуть высоких значений напряженности электрического поля и эа счет этого удалять из 5 растворов, содержащих значительные количества электролитов, коллоидные и цветные вещества. При этом представляется возможность увеличить эффект очистки раствора мелассы на 70-80 1 О и получить практически бесцветный, высокодоброкачественный продукт,пригодный для дальнейшей переработки в условиях сахарного производства.Согласно расчету экономической эффективности известным способом представляется возможным удалять из растворов 0,75 по массе свеклы микрационного несакара и за счет этого увеличить выход сахара на 0,99. Предлагаемый способ очистки позволяет дополнительно удалить 0,55 органического несахара (в основном цветных и коллоидных веществ), неудаляеьых известным способом и дополнительно получить 0,73 сахара по массе свеклы. При совместном использовании двух способов можно практически полностью извлечь сахар из мелассы.Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составит около 30 630 тыс.руб. в год..1, Способ очистки сахаросодержащего раствора, предусматривающийпропускание его через слой гранулированного материала, размещенного вэлектродиализаторе, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения эффекта очистки раствора, в качестве гранулированного материалаиспользуют непроводящий электрический ток фильтрующий материал, приэтом пропускание раствора ведут соскоростью (0,5-1,0)х 10м/с притемпературе 75-85 С и концентрацииосахароэы 60 70.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве непроводящего электрический ток фильтрующего материала используют керамзит.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качетсве непроводящего электрический ток фильтрующего материала используют силикагельс диаметром гранул 2-3 мм.4, Способ по п. 1, о т л и ч а.ющ и й с я тем, что в качестве непроводящего электрический ток фильтрующего материала используют обожженную глину.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии Р 1050960,кл, В 01 О, опублик. 1966.