Способ очистки диффузионного сока

(19) (3 ) ) 4(5 С 13 Э 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ ока 11 сатурока 1 сатураци С: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут пищевой промышленности. 2. Авторское свидетельство СССР157294. кл. С 13 Р 3/00 (прототип),54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОСОКА, предусматривающий предцефекацню, дефекацво,1 сатурацио, введение фпокулянта, фильтрацюо, 11 сатурацию и фильтрацию сока П сатурации,о т л и ч а ю щ,и й с я тем, что,с целью улучшения качества очисткисока, в сок 11 сатурации перед фильтрацией вводят одновременно флокулянти 1,0-1,5 Х-ный раствор натриево.соли нитрилотрнметилфосфоновой кислоты в количестве 1,0-1,5 обьемараствора на 100 объемов сока, приэтом в качестве флокулянта для сока 1 и 11 сатураций используют2,0-2,53-ный раствор гидролйзовайнойаоиовой пыли в количестве 0,4-0,8объема раствора на 1000 обьемовс ации и на 100 объемов11477Изобретение относится к сахарнойпромышленности и может быть использовано при очистке диффузионногосока в сахарном производстве.Известен способ очистки диффузионного сока, предусматривающий преддефекацию, основную дефекацию, 1 сатурацию, добавление флокулянта, фильтрацию, 11 сатурацию и фильтрацию сока 11 сатурации с применением в ка Очестве флокулянта, например, поутиакриламида Я .Недостатками этого способа являются высокая стоимость флокулянта,неудобства с связи с его приготовлением и дозировкой. Кроме того, этотспособ не обеспечивает существенногоснижения содержания неорганическихнесахаров, в частности солей Са,20Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ очистки диффузионного сока предусматривающий преддефекацию, дефекацию, 1 сатурацию, введение флокулянта, фильтрацию, 11 сатурацию и фильтрацию сока 11 сатурации. 2 .В качестве флокулянта используютпектиновьй клен, предварительнообработанный кислотой.30Недостатком известного способаявляется невысокая степень флокуляции, использование дефицитного и дорогостоящего сырья - пектиновогоклея, а также невозможность удалениянеорганических несахаров, в частносФ+ти солей СаЦель изобретения - улучшение качества очистки соков. Цель достигается тем, что соглас но способу очистки диффузионного сока, предусматривающему преддефекацию, дефекацию, 1 сатурацню, введение Флокулянта, фильтрацию, 11 сатурацию и фильтрацию сока 11 сатура- ф 5 ции, в сок П сатурации перед фильтрацией вводят одновременно флокулянт и 1,0-1,53-ный раствор натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты в количестве 1,0-1,5 объема 50 раствора на 100 объемов сока, при этом в качестве флокулянта для сока 1 и 11 сатурации используют 2,0- 2,5 Ж- ный раствор гидролизованной жомовой пыли в количестве 0,4-0,8 объема раствора на 1000 объемов со.ка 11 сатурации и 100 объемов сока 1 сатурации. 70 аПредлагаемый способ очистки зак. лючается в следующем.Предварительно готовят 1,0-1,57- ный водный раствор натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты ИаНТФ ф 2 НО. Флокулянт же получают в виде 2,0-2,5 Х-ного раствора путем нагревания жомовой пыли в 0,01-0,02 н, растворе кислоты. Предпбчтительно использовать для этого серную кислоту, поскольку в дальнейшем она образует с ионом кальция нерастворимую соль сульфата кальция, который отделяется в процессе фильтрации. Гидролиз жомовой пыли проводят при температуре кипения в течение 1,0-1,5 ч, После нейтрализации флокулянта щелочью до рН ,0-7,5 он готов к применению.В качестве флокулянта отхода жомосушильного отделения свеклосахарного завода используют жомовую пыль, так как она состоит из высокополимеров типа пектина, которые при гидролизе расщепляются на более мелкие группы, проявляющие флокулирующие свойства. При этом исходный материал не нужноизмельчать, как в случае использования жома или хвостиков и боя свеклы. Применение жомовой пыли в качестве флокулянта для 1 и 11 сатурации позволяет получить максимальный эффект очистки по сравнению с другими флокулянтами, так как состоя из природных полимеров - составных частей свеклы - они при флокуляции без труда взаимодействуют с веществами, растворенными в соке, и имеющими подобную структуру и природу.При этом гидролиз проводят 0,01-0,02 н раствором кислоты, так как именно такая концентрация обеспечивает расщеплениевысокополимеров до оптимальной степени их гидролиза,Гидролизат необходимо нейтрализовать щелочью до рН 7,0-7,5, поскольку в Флокуляите, имеющем кислую среду, продолжается процесс гидролиза, что вызывает снижение его флокулирующей способности в процессе хранения.Диффузионный сок подвергают пред 9дефекации известью в количестве 0,25- 0,37 к массе свеклы в течение 20 - 25 мин при 85-87 С, Далее сок поступает на основную дефекацию, которую проводят известью в количестве 2,5- 2,77 к массе свеклы в течение 203 11477 22 мнн при 85-87 С. После чего сок сатурируют углекислым газом до рН 11,2. В полученный сок 1 сатурации вводят флокулянт - 2, 0-2,5 Х-ный растВор Гидролизованнои жомовои пыли В количестве 0,4-0,8 объема на 100 объемов сока при перемешивании сока.Сок, обработанный этим флокулянтом, подают на фильтрование. Полученный фильтрат далее подвергают 10 11 сатурации углекислым газом при 95-100 С в течение 10-12 мин, послеочего в сок добавляют 1,0-1,5 Е-ный раствор ИаНТФ 2 НО в количестве 1,0-1,5 объема раствора соли на 15 100 обьемов сока 11 сатурации одновременно с флокулянтом на основе жомовой пыли в количестве 0,4-0,8 объе ма на 1000 объемов сока. Под действием ИаНТФ 2 НО выпадает мелкодисперсный осадок, на частицах которого адсорбируются несахара, тем саМым повышая чистоту раствора, а под действием флокулянта на основе жомовой пыли эти частицы соединяются в конгломераты, которые легко отфильтровьг ваются. Раствор ИаНТФ 2 Н 20 используют при концентрации 1,0-1,57, так как при меньшей концентрации увеличивается расход добавляемой в сок 11 сатурации воды при неизменной величине эффекта осаждения солей многовалентных металлов. При концентрации более 1,57 значительно затрудняется конт роль за дозировкой рсагента, так как расход становится настолько незначи. тельным, что делает невозможным работу расходомерного оборудования.Соль ИаНТФ2 НО используется 40 в количествах 1.,0-1,5 объема раствора соли на 100 объемов сока, так как меньшее количество соли не обеспечит эффективного удаления ионов многовалентных металлов, а увеличение его 45 количества может привести к тому, что часть соли МаНТФ 2 Н О, не осадившись с ионами многовалентных металлов, останется в растворе и приведет в дальнейшем к увеличению вы хода мелассы.Флокулянт на 11 сатурации используют в количестве 0,4-0,8 объема флс.;улянта на 1000 объемов сока, так как уже такая доза обеспечивает 55 максимальный эффект флокуляцни, а увеличение ее ведет к нерациональному расходованию флокулянта и далее 70 4к образованию коллоидных комплексов, которые уже не способны эффективно отстаиваться из-за большой молекулярной массы.По этой же причине для сока 1 сатурации используют гидролизованную жомовую пыль в количестве 0,4-0,8 объема флокулянта на 100 объемов сока.П р и м е р 1. Опыты проводились в полупроизводственных условиях на соках Чишминского сахарного завода Баш.АССР в декабре 1983 г.10 л нефильтрованного сока 1 сатурации делилась на 2 половины по 5 л каждая. Первая половина подвергалась дальнейшей очистке по известному способу, а вторая - по предлагаемому.В обоих случаях фильтрование осуществлялось на воронке Бюхнера, а 11 сатурация на лабораторном стенде СО 2 в течение 10 мин при 95 С.оФлокулянт готовили путем .нагревания 2,0 г жомовой дыли в 100 мл 0,01 н серной кислоты в колбе с обратным холодильником при температуре кипения в течение часа, после чего флокулянт нейтрализовали едким натром до рН 7, О.Очистку ло предлагаемому способу вели следующим образом. К 5 л нефильтрованного сока 1 сатурации, качественные показатели которого представлены в табл. 1, при бавляли 20 мл флокулянта на основе жомовой пыли (0,4 объема на 100 объемов сока) при перемешивании ио гермостатировании при 80 С. После образования укрупненного осадка 100 мл сока отбирали для анализа, а остальной объем отфильтровывалина воронке Бюхнера под вакуумом. В отобранной пробе определяли скорость седиментации, скорость фильтрования через бумажный фильтр, плотность получаемой суспензии, чистоту сока, воемя появления границы раздела фаз при сециментации и визуально определяли прозрачность отстоя. Полученные данные сведены в табл. 1.Отфильтрованный сок 1 сатурации далее подвергали 11 сатурации, после чего в него вводили 50 мл 1 Х-ного раствора Иа НТФ 2 Н О, одновременно с 5 мл флокулянта гидролизованной жомовой пыли (0,4 объема на 1000 объемов). После формированиякрупноструктурного осадка, сок отфильтровывали на воронке Бюхнера ив фильтрате определяли чистоту сока,содержание солей кальция, скоростьседиментации и фильтрования, плотность суспензии и эффект удалениясолей Са . Результаты представленыФ+в табл. 1.При очистке второй части отобранного сока 1 сатурации, к нему добав Оляли 10 мл 47-ного водного растворагидролиэованного пектинового клея.100 мл такого сока отбиралось наанализы, а оставшаяся часть послефильтрования на воронке Бюхнера подвергалась 11 сатурации в течение10 мик при 95 С. В полученном сокеоопределяли его характеристики. Полученный нефильтрованный сок 11 сатурации обрабатывали 50 мл 17-ного 20раствора ЯаНТФ 2 НО и определялиего качественные показатели, аналогичные тем, которые определялисьпри очистке по предлагаемому способу.Полученные данные приведены в табл.1,25Как видно иэ таблицы, очисткапо предлагаемому способу позволяетповысить .истоту фильтрованного сока 11 сатурации, его фильтрационныехарактеристики, а также увеличивает ЗОЕ+эффект удаления солей Са . Качественные показатели сока 1 сатурациитоже возросли,П р и м е р 2. В примере использовали тот же сок, что и в приме ре 1 но отобранный спустя полчаса.ЭФлокулянт готовили путем нагревания 2,25 г жомовой пыли в 100 мл 0,015 н соляной кислоты при температуре кипения в течение 1,25 ч в пос ледующей нейтрализацией едким натром до рН 7,2, При очистке по предлагаемому способу к 5 л нефильтрованного сока 1 сатурации приливали 30 мл флокулянта (0,6 обьема на 100 объемов сока).Нефильтрованный сок 11 сатурации обрабатывали 62 мл 1,25 -ного раствора Иа НТФ 2 НО и 3 мл (0,6 объемов на 1030) флокулянта на основе жомо вой пыли.При очистке по прототипу нефильтрованный сок 1 сатурации обрабатывали 30 мл 4 Х-ного водного раствора гидролизованного пектинового клея, 55 а нефильтрованный сок 11 сатурации 62 мл 1,257-ного раствора Яя НТФ х 2 НО В остальном пример проводили по методике, описанной в примере 1.Все полученные результаты представлены в табл. 2.Как видно из табл, 2 качественные показатели как сока Е сатурации, так 1и 11 сатурации благодаря очистке по предлагаемому способу повысились.П р и м е р 3. В примере использовался тот же сок, что и в приме-реФлокулянт готовили путем нагревания 2,5 г жомовой пыли в 100 мл 0,02 н соляной кислоты прн температуре кипения в течение 1,5 ч с последующей нейтрализацией едким натром до рН 7,5, При очистке по предлагаемому способу к 5 л нефильтрованного сока 1 сатурации приливали 40,0 мл.флокулянта (0,8 объема на 100 объемов сока) .Нефнльтрованный сок 11 сатурации обрабатывали 75 мл 1,57-ного раствора Ма 1 НТФ 2 НО и 4 мл флокулянта на основе жомовой пыли.При очистке по прототипу нефильтрованный сок 1 сатурации обрабатывали 50 мл 4 Е-ного водного раствора гидролизованного пектинового клея, а нефильтрованный сок 11 сатурации - 75 мл 1,5 Х-ного раствора ВаНТФ х х 2 Н О.В остальном пример 3 выполнялся по методике, описанной в примере 1. Полученные результаты представлены в табл. 3.Как видно из табл. 3 очистка сока по предлагаемому способу способствует улучшению его качественных показателей. При проведении опытов с использованием гидролизованной жомовой пыли в количестве менее чем 0,4 объема на 100 объемов сока для 1 сатурации и 0,4 объема на 1000 объемов сока при 11 сатурации получены соки с качественными показателями худшими, чем в примерах 1-3, В этом случае получали недостаточно прозрачный отстой сока Е сатурации, при этом время появления границы отстоя увеличивалось до 1,2 мин, При добавлении гндролизованной жомовой пыли на 1 и П сатурации соответственно в количествах 1 объем на 100 и 1 объем на 1000 качественные показатели соков значительно снизились.При проведении опытов с очисткой сока 11 сатурации 0,8 -ным раствоТблица Сок и сатурацнн Сок 1 сатурачн Очистка сока,по:способу Появлениегран ицираэделачереэ,отностьспенэии Отстой Силн Удаления 2 Х Сафь корос ьтр ванин/инн тностьпенэин,Скорос фильтр ванин,Скорость седэеитации, см/мии У5 1 91 0 8,84,0 25,0. ротот 91,11,2 1,Нроэ- рачиый 0 84,1 50,0 100 8,9 До обработки флокуляитом иРатНТФН Фв60 120 90,6 0,08,8 2 о нем Ра Нтф 7 11477 ром соли ИПНТФ 2 Н 20 эффект удалениясолей Саснизился до 207., а при концентрации раствора 1 э 77 эффект удаления солей Са остался неизменный по сравнению с опытом, где применялся 1,57-ный раствор, т.е. непрореагировавшая соль Иа КТФ 2 Н О . осталась в фильтрате.В случае-добавления к соку 11 сатурации раствора соли Ма НТФ 2 Н 20 в количестве 0,7 объема на 100 объемов сока эффект удаления солей Са снизился до 107, а при увеличении дозы соли до 1,6 объема на 100 объемов сока эффект не оказался выше 15 /т.е. часть НаНТФ 2 Н О осталась в виде раствора. При добавлении 2-2,57-ного флокулянта на основе жомовой пыли к соку 1 сатурации в количестве 0,3 обьемов на 100 объемов сока декантат оказался мутным, при этом время появления . границы раздела увеличилось до 1, 5 мин, а при дозе О, 9 объема флокулянта на 100 объемов сока качественные показатели соков остались на уровне тех, где доха флокулянта составляла 0,8 объема на 100 объемов сока, что говорит о нерациональном использовании флокулянта. М- скорость седнментации осадка, вьвавнего под действкн.- скорость седиментации осадка сока 11 сатурацни,70 8Флокулянт концентрацией менее чем 27. (187) снижает .свою способность к объединению частиц в среднем на 107 а флокулянт концентрацией более чем 2,57. (277) имеет довольно плотную консистенцию, что вызывает трудности при его перемешивании, вследствие чего снижается скорость седиментации на 157, по сравнению с флокулянтом концентрации 2,57Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает возможность более полного удаления органических и неорганических несахаров на 1 и 11 сатурации, что позволяет повысить чистоту растворов на 1,2-1 э 57, значительное снижение содержания солей кальция в соке, подаваемом на выпарку, что позволит работать без выварки выпарки в течение всего сезона, использование отхода - жомовой пыли, что положительно скажется на охране окружающей среды, так как уловленная пЫль шла в отвал, а неуловленная - в атмосферу, снижение затрат на флокулянт и получение дополнительного годового экономического эффекта в размере 6 тыс. руб. для завода мощностью 2,8 тыс. т свеклы в сутки.)хЦЦо хо еЭИ3 Од Нфйл еО Оохх ххЮЮ ф1 Хх еЭ5 цЦ Э1- ОО Оо Р,Р Оо и34 ОО11х1 Ф В1 О 1,1- о оао . лх хЖ Ехд ХЕ 1 б 1 л СО