Электродиализатор для выделения молочной кислоты из раствора

,)3,ВУ и поПие меных 976,я 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИ(7 1) Институт биохимии АН БСС(56) Технологические инструкцпроизводству пищевых кислот.щепромиэдат, 1963, с, 1-30.Липатов Н.Н, и дрМембрантоды разделения молока и молопродуктов. И.: Пищепромиэдат,с. 10-11. ЯО 1293218(54) ЭЛЕКТРОДИАПИЗАТОР ДЛЯ ВЫДЕЛЕМОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ РАСТВОРА(57) Изобретение относится к областимикробиологии, в частности к техно"логии получения органических кислот,например молочной кислоты, и можетбыть использовано в микробиологической промышленности при выделении молочной кислоты из сброженного сахар"содержащего сырья. Целью изобретенияявляется повышение степени очисткицелевого продукта путем устраненияконтакта поверхности анода с молочно129 кислотой, Электродиализатор для выделения молочной кислоты из раствора содержит вертикально установленную цилиндрической формы анодную камеру 1. Внутри последней соосно расположена цилиндрической формы катодная камера 3, стенки которой выполнены из пористого диэлектрика, обладающего свойствами ионообменной анионитовой .мембраны. Внутри катодной камеры 3 соосно ей (катодной камере) установлен с возможностью вращения вокруг своей оси металлический цилиндрической формы катод 6. В пространстве анодной камеры 1 между наружной стен 3218кой катодной камеры 3 и внутренней стенкой 2 анодной камеры 1 соосно камерам установлена камера 7, стенки 8 которой выполнены из пористого диэлектрика, обладающего свойствами ио.ообменной катионитовой мембраны. Камера 7 выполнена в форме цилиндра с вертикальным вырезом боковой стенки по всей ее длине, Внутри камеры 7 соосно камере установлен металлический анод 9 из антикоррозийного материала. Электроды - катод 6 и анод 9 подсоединены к источнику постоянного тока. 3 ил.Изобретение относится к микробиологии, в частности к технологии полу"чения органических кислот, напримермолочной кислоты, и может быть использовано в микробиологической промьппленности при выделении молочнойкислоты из сброженного сахарсодержащего сырья.Цель изобретения - повышение степени очистки целевого продукта путем Юустранения контакта поверхности анодас молочной кислотой,На Фиг.1 изображен электродиализатор, общий вид; на фиг.2 - разрезА-А на фиг.1; на Фиг.3 - разрез Б-Б 15на фиг,1.Электродиализатор для выделениямолочной кислоты содержит вертикальноустановленную цилиндрической формыанодную камеру 1, стенки 2 которой 20выполнены из диэлектрического материала (пластмассы). Внутри анодной камеры 1 соосно ей (анодной камере)расположена цилиндрической формы катодная камера 3, стенки 4 которойвыполнены из пористого диэлектрика,обладающего свойствами ионообменнихмембран - анионитовой мембраны. Анионитовая мембрана закреплена на нескольких (не менее двух) жестких ребрах 5, равноудаленных от оси катодной камеры 3 и являющихся образующимицилиндра. Жесткие ребра 5 выполненыиз диэлектрического материала (пласт-.массы) и вместе с закрепленной на них 35анионитовой мембраной, являющейся 2стенкой 4 камеры 3; образуют цилиндрической Формы катодную камеру 3. Внутри катодной камеры 3 соосно ей (катодной камере) установлен с воэможностью вращения вокруг своей оси металлический цилиндрической формы катод 6. В пространстве анодной камеры 1 между наружной стенкой 4 катодной камеры 3 и внутренней стенкой 2 анодной камеры 1 соосно камерам установлена камера 7, стенки 8 которой выполнены из пористого диэлектрика, обладающего свойствами ионообменной катионитовой мембраны. Камера 7 выполнена в форме цилиндра с вертикальным вырезом боковой стенки по всей ее длине. Внутри нее соосно камере установлен металлический анод 9 иэ антикоррозийного материала. Катод 6 и анод 9 подсоединены к источнику постоянного тока 10, Катод 6 подсоединен к валу электродвигателя 1 1, сообщающего катоду 6 вращательное движение. Анод 9 подсоединен непосредственно к источнику 10 постоянного тока, а катод 6 подсоединен к нему черезэлектромагнитное реле 12. Электромагнитное реле 12 соединено с блоком автоматического титрования 13, который связан с электродами 14, установленными в верхней части катодной камеры 3. На внутренней поверхности одного из ребер 5 катодной ка" меры 3 закреплено устройство 15 для снятия с катода 6 осаждающейся минешзльно-органической части сыворотки.Устройство 15 выполнено в виде установленной под углом по всей длине кповерхности катода 6 пластины. Дляобеспечения непрерывного процессаработы электродиализатор имеет до 5полнительные емкости 16 и 17, в которых осуществляется процесс брожениямолочной сыворотки, Емкости 16 и 17связаны с катодной камерой 3 при помощи трубопроводов 18 и 19. Для принудительной подачи сброженной сыворотки иэ емкостей 16 и 17 в катоднуюкамеру 3 электродиализатор снабженцентробежным насосом 20, Для удалениямолочной кислоты из анодной камеры 1 15в нижней ее части установлен отводящий патрубок 21. Для вывода отработанной молочной сыворотки из катоднойкамеры 3 в верхней ее части установлены выводящие трубопроводы 22. 20Электродиализатор работает следующим образом.В емкости 16 и 17 загружают молочную сыворотку и сбраживают ее арома-тообразующими молочнокислыми бактериями до значения рН 4,5. Сброженнуюмолочную сыворотку выводят из емкости16 или 17 через трубопровод 18 и припомощи центробежного насоса 20 подаютпо трубопроводу 19 в катодную камеру 303. В анодную камеру 1 заливают 1-23раствор молочной кислоты для созданияэлектропроводности раствора в началь-ной стадии работы электродиализатора.Затем настраивают блок автоматического титрования 13 на диапазон значений рН, равный 4,5-6,0. Причем блок .автоматического титрования 13 с показанием значения рН, равное 4,5, подает сигнал через электромагнитное реле 4012 на включение источника постоянноготока 10, а с показанием значения рН,равное 6,0, - на отключение источника постоянного тока 10,45Блок автоматического титрования 13, связанный с катодной камерой 3, в которой находится сброженная молочная сыворотка со значением рН, равным 4,5, подает сигнал через элек тромагнитное реле 12 на включение источника постоянного тока 10. При включении источника постоянного тока .10 на электроды 6 и 9 подается ток с плотностью 15-20 мА/см и напряжением 55 20 В. При этом в электродиализаторе начинается процесс электродиализа.Под действием электрического поля, создаваемого электродами 6 и 9, осуществляется перемещение молочной кислоты, содержащейся в сброженноймолочной сыворотке, из катодной камеры 3 через стенки 4 камеры, выполненные из анионитовой мембраны, в анодную камеру 1, где она концентрируетсяОставшаяся минерально-органическая часть молочной сыворотки в катодной камере 3 осаждается на поверхности вращающегося катода 6, получающего вращательное движение вокруг своей оси от электродвигателя 11. При вращении катода 6 осаждающаяся на его поверхности минерально-органическая часть молочной сыворотки снимается устройством 15, выполненным в виде установленной под углом по всей длине к поверхности катода 6 пластины.В результате постоянного перемещения под действием электрического поля молочной кислоты, содержащейся в молочной сыворотке, из катодной камеры 3 в анодную камеру 1 через анионитовую мембрану, из которой выполнены стенки 4 катодной камеры 3, значение рН в катодной камере 3 постепенно повышается до 6,0, При достижении значения рН, равного 6,0, в катодной камере 3 через электроды 14 подается сигнал на блок автоматического титрования 13. Блок автоматического титрования 13 при получении сигнала о значении рН, равного 6,0, подает сигнал через электромагнитное реле 12 на отключение источника постоянного тока 10. После отключения источника постоянного тока 10 прекращается процесс электродиализа в электродиализаторе и в катодной камере 3 начинается ускоренный процесс ."накопления" молочной кислоты в молочнойсыворотке за счет роста молочнокислых бактерий, в результате чего значение рН постепенно падает до значения 4,5. При достижении значения рН в катодной камере 3, равного 4,5, подается сигнал через электроды 14 на блок автоматического титрования 13. Блок. автоматического титрования через электромагнитное реле 12 подает сигнал на включение источника постоянного тока 10, в результате чего вновь начинается процесс электродиализа в электродиализаторе. В процессе работы электродиализатора в катодной камере 3 периодически происходит замена части молочной сыворотки на свежую, поступающую иземкости 16 или 17 через трубопровод 19. Отработанная молочная сыворотка .выводится из катодной камеры 3 по трубопроводу 22 и поступает в накопительный бункер (не показан). 5 В процессе электродиализа на аноде 9 образуется кислород в виде пузырьков газа. Выделенная из молочной сыворотки молочная кислота, концентри руясь в анодной камере 1, не контактирует с поверхностью анода 9, а следовательно, и не вступает в реакцию с кислородом, образующимся йа аноде 9 в процессе электродиализа, ввиду 15 того, что анод 9 установлен внутри камеры 7, стенки 8 которой выполнены из катионообменной мембраны, препятствующей перемещению молочной кислоты в зону контакта с анодом 9, а сле довательно, и с образовавшммся там кислородом, ограниченной камерой 7.Чистый целевой продукт - молочная кислота выводится из анодной камеры 1 через отводящий патрубок 21.25Установка камеры 7, внутри которой расположен анод 9, препятствует вступлению в реакцию выделенной молочной кислоты с кислородом, образовавшимся на аноде в процессе электродиализа и, Следовательно, повьппает степень очистки выделенной молочной кислоты, находившейся в анодной камере 1.Таким образом, выделение молочной кислоты в предлагаемом электродиализаторе прзволяет получить химически чистую молочную кислоту беэ дополнительной очистки целевого продукта, что дает значительное преимущество перед известным электродиализатором,Формула из о бр е тенияЗлектродиализатор для выделения молочной кислоты из раствора, содержащий катодную и анодную камеры, разделенные между собой ионообменной мембраной, и размещенные внутри камер соответственно катод и анод:, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени очистки целевого продукта путем устранения контакта поверхности анода с мблочной кислотой, в анодной камере установлена камера, стенки которой выполнены иэ катионитовой мембраны, а анод расположен внутри этой камеры.1293218 Составитель Г.ЛошкареваТехред М.Ходанич КоРРектоР М.Пожо Редактор А.Долинич Заказ 348/28 Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5