Способ очистки диффузионного сока

(57) Изобретение о логии сахарного пр но к технике очист носится к т енизводства, а и диффузионн ксидом углер вляется увел диффузионно г сока известью и диЦелью изобретенияние эффекта очистк а. ео соГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОНН ка. Диффузионный сок подвергают предварительной, основной дефекация и сатурации. Полученный в процессе сату"рации осадок, отделяют с последующимего промыванием и направляют на разделение в гидроциклонах, где суспензию карбоната кальция отделяют отсуспензии несахаров. Суспензию карбоната кальция направляют на преддефекацию. При этом перед разделением вгидроциклонах суспензию промытогоосадка сатурируют до рН 5,5-8,5. Отделенную суспензию карбоната кальциясмешивают с известковым молоком дорН 11,0-12,0 и сахарсодержащим продуктом до содержания сахарозы 5-207 у фпосле чего подвергают диспергирова"нню. Полученную суслененю несехерон Щтакже смешивают с известковым молоком Сфдо рН 11,0-11,5 с последующим нагреванием до 80-95 С и повторным отделе,нием несахаров. 6 табл.Изобретение относится к технологии сахарного производства, а именнок технике очистки диффузионного сокаиэнестью и диоксидом углерода,Целью изобретения является увеличение эффекта очистки диффузионногосока.Способ осуществляют следующим образом. 10Диффузионньп сок поступает з пред-.дефекатор, где сок подшелячизяют известью до рН 11,0-11,5. В зону с рН8,0 - 9,5 поступает суспензия карбоната кальция после гидроциклонон 15диспергирования. При переливе из преддефекатора з дефекатор к соку добавляют известковое молоко до щелочности 1,0-1,2% СаО. После этого сок на -бгревают до 85-90 С и проводят горячую 20дефекацию и первую сятурацию. Зятемсок нагревают до 90 С и направляют1в отстойник. Суспензия из отстойникапоступает на вакуум-Фильтр. Затемфильтрат и декантат очищают по обще- ,5принятой схеме, а промытый осадоксмывают водой н сатуратор где суспензию сатурируют до рБ 5,5-8,5.,При снижении рН до 5,5-8,5 наблюдается снижение прочности адсорбционной связи скоагулированных несахарози кристаллов карбоната кальция. Этодает возможность затем с помощью гидроциклонон полнее разделить несяхяряи карбонат кальция. Десорбция несаха-.,ров заметна при сатурации до рН 9,09,5, но достигает максимума, когдарН снижается до 8,5 и ниже, Однакосатурация до рН ниже 5,5 не приьодитк увеличению десорбции несахароз споверхности карбоната кальция, в тоже время более низкие значения рНтруднодостижимы, так как угольнаякислота неустойчива и самопроизвольно разлагается с повышением рН дозначений; близких к нектральным. Самопроизвольному повышению рН такжеспособствует наличие избытка карбоната кальция. Диапазон рН 5,5-8,5легкодостижим и характеризуется достаточно полной десорбцией несахароз.,После сатурации суспензию осадкаподают насосом на гидроциклоны, гдеее разделяют на суспензию карбонатакальция и суспензию несахароз. Сус"пензию карбоната кальция направляютв диспергатор, куда также добавляютизвестковое молоко до рН,0-120и сахаросодеркащий продукт, например осветлезный сок, второй оттек утфеля 1 или клеровку, до содержания сахарозы 5 - 207. В присутствии извести и сахарозы карбонат кальция легко измельчается. При этом увели"чинается его удельная поверхность и положительный заряд этой поверхности, т,е, ацсорбционная способность. Актизирозанный таким образом карбонаткальция направляют в одну или не сколько секций преддефекатора с рН 80-9.,5.При последующем смешивании очищенного карбоната кальция с известью до рН 11,0-12,0 происходит достройка его кристаллической решетки ионами кальс ция, ,чтс придает ему большую адсорбционную способность по отношению к несахарям диффузионного сока, Особенно заметно возрастает адсорбционная способность карбоната кальция, если его поднеогн ть диспергированию в присутствии извести и сахарозы. Известь и сахароза. действуют как пептизаторы. В их присутствии даже при растирании карбоната кальция с водой можно значительно увеличить дисперсность получаемой суспензии и соответственно поверхность адсорбции, Для диспергиро" зяння карбоната кальция в промьпплен ных условиях можно применить, например кявитацию, шаровые мельницы и другие методы,. Так как выделенный с помощью гицрОциклоноз карбонат кальц:я является зысокодисперсным, для его дальнейшего измельчения в присутствии извести и сахарозы требуется значительно меньше энергии, чем при помоле известняка, но достигается более высокая степень дисперс"ности,При рН 11,0 в растворе находитсядостаточно изнести для повышения положительного заряда поверхности карбонята кальция, но ее пептизирующеедействие еще слабо, Поэтому, еслиприменяется вариант предлагаемогоспособа с диспергированием карбоиата,предпочтительнее Ъолее высокие значения рН, Значение рН вьппе 12,0 труднодостижимо, требует значительнОГО избытка извести и нецелесообразно, так;.ак может принести к повышению щелоч"ности и рН з зоне ввода карбоиатакальция на преддефекации выше оптимального значения 8,0-9,5.увеличением концентрации сахарозы пептизирующий Эффект возрастает, 1442552Концентрация менее 57 неэффективна.Ее увеличение свыше 207 связано с возвратом повышенных количеств концентрированных сахаросодержащих продуктов (сиропа, клеровки, оттеков),что может вызвать ухудшение качествасахара, затруднения в Фильтрованиии другие нежелательные явления,Суспензия коагулята несахаров после гидроциклонов поступает в мешалку,где ее подщелачивают известковым молоком до рН 11,0-11,5. При этом несахара снова осаждаются известью, их коагулят уплотняется. Затем суспензию 15оподогревают до 80-95 С и направляютв отстойник. Сгущенную суспензиюфильтруют на вакуум-фильтре. Осадокво влажном виде или после сушки направляют потребителям, а осветленная 20вода и фильтрат могут быть использованы для подщелачивания моечной воды.Добавление извести к суспензиинесахаров после гидроциклонов вызывает повторную коагуляцию и уплотнение 25осадка. Этому способствует также нагрев до 80-95 С и отсутствие сахарозы.После такой обработки осадок отделяютдекантированием и фильтрованием. Дляулучшения седиментации и Фильтрации 30возможно использование Флокулянтови перлита. Перлит в отличие от карбоната кальция является инертным материалом и не растворяется при использовании осадка в качестве кормовой ЗБдобавки. При внесении осадка в почвув качестве удобрения перлит улучшаетее структуру,П р и м е р 1. Сатурационный осадок с вакуум-фильтров разбавляют дистиллированной водой до 107-ной концентрации. Суспензию сатурируют дорН 7, после чего карбонат кальция отделяют в конической мешалке. Болеелегкую взвесь несахаров сливают в от1дельный сосуд, Сгущенную суспензиюкарбоната снова разбавляют водой иотделяют остатки коагулята несахаров.Очищенную таким образом суспензиюкарбоната подщелачивают известковыммолоком до рН 11,4, после чего добавляют к диффузионному соку до содержания общей извести 1,47 СаО, рН сокадостигает при этом 8,6, Затем к сокупрогрессивно в течение 15 мин добавляют известковое молоко до рН 11,2и отбирают пробу для анализов. Остальное количество сока подщелачивают в один прием из расчета, что активная щелочность достшает значения17. СаО, ГГосле этого сок нагревают от 40 до 85 С, выдерживают 10 мин и сатурируют до рН 11, переливают в цилиндр и осветляют, фиксируя скорость осаждения и объем осадка. В пробе сока определяют также фильтрационный коэФфициент, Декантат доводят цо второй сатурации, фильтруют и определяют эффект очистки, содержание солей кальция и оптическую плотность сока.В пробе преддефекованного сока определяют скорость седиментации, объем осадка и оптическую плотность.Взвесь коагулята несахаров после отделения карбоната подщелачивают известью до рН 11,2, нагревают доо85 С, опредедяют скорость осаждения, объем осадка и фильтрационный коэффициент.Для сравнения тот же диффузионный сок очищают по известному способу. Для этого осадок с вакуум-Фильтров разбавляют водой и отделяют карбонат, как описано выше, только суспензию осадка перед отделением карбоната не сатурируют. К диффузионному соку добавляют суспензию карбоната до содержания общей извести 1,47. СаО, подшелачивают до рН 11,2 в течение 15 мин и затем очищают, как описано выше.Сравнительные данные предлагаемого и известного способов приведены в табл. 1.Из данных табл. 1 видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает лучшую коагуляцию несахаров на преддефекации, что особенно заметно по седиментационным показателям преддефекованного сока. Это позволяет увеличить почти на 497, эффект очистки и качество очищенного сока.П р и м е р 2. Диффузионный сок с температурой 40 С прогрессивно подщелачивают в течение 15 мин О,ЗЕ СаО до рН 11,2. Сок нагревают до 85 С и подвергают основной дефекации 1,07 СаО в течение 10 мин, после чего сатурируют.до рН 11,0. Получают осадок карбоната кальция с адсорбированными на нем несахарами. Осадок отделяют от сока вакуум-фильтрованием и промывают от сахарозы. Суспензию СаСОэ делят на 5 равных частей и сатурируют каждую пробу до значений рН 5,0;5,5; 7,0; 8,5; 9,0. Далее все пробы обрабатывают в одинаковых условияхследующим образом. Осадок СаСО отделяют от осадка несахаров в конической мешалке в два приема. Суспенэию СаСО подщелачинают известью до рН 11,4, после чего ее добавляют всок преддефекации н зону с рН 8,6 до достижения содержания общей извести 1,4% СаО. Далее преддефекованный сок прогрессивно подщелачивают до 10 рН 11,2 и отбирают пробу для анализов. Дальнейшую очистку сока проводят аналогично описанному. После отделения осадка сока 1 сатурации декантат до.водят до 11 сатурации, фильтруют и 15 определяют эффект очистки, содержание солей кальция и оптическую плотность.Результаты очистки диффузионного сока приведены в табл. 2.Как видно иэ табл.2, при значениях 20 рН сатурации, отличающихся от рН 5,5- 8,5 в большую или меньшую сторону, показатели качества очистки соков .ухудшаются. 50 25П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично примеру 2. Диффузионный соквначале используют для получения суспензии СаСО, которую затем дозируют на преддефекацию в зону с рН 8,6. З 0 Диффузионный сок подвергают преддефекации, основной дефекации и сатурации до рН 11,0 при тех же условиях. ОсадокСаСО с адсорбированными несахарами отделяют вакуум-Фильтрованием35 и промывают от сахарозы до концентрации суспензии 10%. Все количество суспензия 1 сатурации сатурируют до рН 7,0 и отделяют осадок СаСО от осадка несахаров в центробежном поле. Осадок 40 карбоната кальция подщелачивают иэ" вестью до значений рН 10,0; 11,0;11,4; 12,0; 12,5. Полученные порции суспенэии СаСО используют на преддефекации, при этом ее добавляют в45зону рН 8,6, а количество суспензии таково, что общее содержание извести в преддефекованном соке после добавления составляет 1,4% СаО. Окончательное рН преддефекации 11,2.После отбора пробы сок нагревают до 85 С, подвергают основной дефекации 1,0% СаО в течение 10 мин. Проводят 1 сатурацию до рН 11,0, отбирают пробу, фильтруют и Фильтрат обрабатывают до 11 еатурации. В фильтрованном соке 11 сатурации определяют эффект очистки, содержание солей кальция и оптическую плотность. Результаты исследований приведены н табл. 3.П р и м е р 4. Способ осуществляют аналогично примеру 3. После разделения осадка сока 1 сатурации на карбонат кальция и осадок несахаров подщелачивают весь осадок СаСО до рН 11,4 известью. Затем делят все количество .осадка на пять равных частей, к каждой иэ которых добавляют сахаросодержащий продукт - сироп по" сле выпарной установки в количествах 2,5; 5,0; 10; 20; 20; 25%. Каждый вид полученной смеси подвергают механической обработке (диспергированию) в измельчителе тканей, снабженном суперкавитирующей крыпьиаткой при 10 тыс,об/мин в течение 5 мин. Полученные порции суспенэии добанляют на преддефекацию в зону рН 8,6 до дости" жения общего содержания извести в соке 1,4% СаО, Преддефекацию заканчивают при рН 11,2. Полученный сок анализируют.Результаты анализа представлены в табл.4.Из данных табл.4 следует, что при использовании в качестве добавки сиропа в количествах 5 - 20 мас.% достигаются наиболее высокие показатели качества.П р и и е р 5. Способ осуществляют согласно примеру 2. После отделения суспензии карбоната кальция от осадка несахаров в центробежном поле колч. честно последнего делят на пять равных частей. Затем каждую часть обрабатывают известью до значений рН 10,5;11,0," 11,2; 11,5; 12,0. Далее осадок несахаров нагревают до 85 С, выдержи" вают в течение 10 мин и определяют скорость осаждения, объем осадка и фильтрационный коэффициент.Результаты анализа представлены в табл. 5.П р и м е р 6. Способ осуществляют по примеру 5. Осадок несахаров делят на пять равных частей по объему, но обрабатывают все количество осадка известью до одинакового значения рН 11,2. После обработки известью- осадок несахаров нагренают до 71,80, 85,90, 100 С, затем определяют фильтрационно-седиментационные показатели.Результаты исследований представлены в табл. 6.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным поэволя1442552 Продолжение табл.1 ет повысить эффективность известковой очистки сока. Формула изобретения Способ очистки Параметры способа Способ очисткй диффузионного сока,предусматривающий предварительнуюи основную дефекацию, сатурацию, отделение и промывку сатурационногоосадка, разделение суспенэии промытого осадка в гидроцикцонах на суспензию карбоната кальция и суспензию несахаров, а такае возврат суспензиикарбоната кальция на преддефекацню,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения эффекта очисткидиффузионного сока, суспенэию промьтого осадка перед разделением в гидроциклонах сатурируют до рН 5,5-8,5,а выделенную на гидроциклонах суспенаию карбоната кальция смешивают с известковым молоком до рН 11-12, и добавляют к смеси сахарсодеркащий продукт до содераания сахарозы 5 - 20 Х, 25после чего смесь подвергают диспергированию, при этом суспензию несахаров такае смешивают с известковым молоком до рН 11,0-11,5 с последующимнагреванием до 80-95 С н повторнымотделением несахаров,Т а б л и ц а 1 предла- известгаемый ный объем осадка, Х 32 55 оптическаяплотность Сок 1 сатурации:скорость осждения, см/мин 0,41 0,62 1,5 28 объем осадка 26 33 фильтрационныйкоэффициент 5,2 8,4 Сок 11 сатурации:эффект очистки,Х 34,4 30,6 содержание сонлей кальция;Х СаОоптическаяплотность 0,031 0,042 0,32 0,36 Суспензия коагулята несахаров:скорость оса:кдения, см/мнн Параметры способа Способ очистки 5,2 предлагаемый известный объем осадка,Х Преддефекованныйсок; фильтрационный коэффициент скорость осакдения, см/мин 2,5 9,2 11 Таблица 2 1 Параметры способа Показатели при рН сутарацни суспензии СаСОз 5,0 5,5 7,0 8,5 9,0Ь Преддефекованный сок: скорость осаздення 3 , см/мин 2,8 2,5 2,2 объем осадка Ч ,7. 25 35 35 3010 1442552 Продолжение табл.2 Параметры способа оптическая плотность 0,48 0,42 0,44 0,41 0,55 Сок Т сатурации: скорость осаждения Б , см/мин 1,8 2,8 3,0 2,5 33 объем осадка Ч ,Ж 30 26 27 5,2 8,0 7,5 6,0 Сок 11 сатурации: эффект очистки, % 31,5 33,6 34,431,0 35,0 0,033 0,047 Т а б л и ц а 3 Параметры способа 11,4 12,0 12,5 10,0 2,О 34,5 36 32 объем осадка Ч , 7. 20,5 оптическая плотность 0,41 0,43 0,50 0,45 0,53 Сок Т сатурации: скорость отстаивания Б, см/м 1,9 З,З 37 27 объем осадка Ч , 7. 36 28 5 ф 2 5,8 8,6 7,7 фильтрационный коэффициент, Г содержание солейкальция, 7. СаО на100 г СВ оптическая плотность Преддефекованный сок: скорость осаждения, Б , см/м фильтрационный коэфФициент Р окаэатели при рН сутарации суспензии СаСО,О 5,5 7,0 8,5 9,0 0,040 0,035 0,031 0,42 0,35 0,32 0,31 0,39 Покаэатели при рН подщелачивания суспенэии СаСОэ,направляемой на преддефекацию1442552 Продолжение табл,3 Показатели при рН подщелачивания .суспензии СаСО,направляемой на преддефекацию Параметры способа 10,0 11,0 11,4 12, б 2,5 Сок 11 сатураци эффект очист 3 34,содержание с лей кальция, % СаО на 100 1 0,035 0,050,33 а б л и ц а ас.%, добавляе раметры преддефеванного сока ев2,5 5,0 ,О 25,0 3 24 Объе садка, % Ч 0,34 0,2 О,Оэ 27 Оптическая плотнос,3 а блиц Показател Значения для суспензии коагулята для несахаров(Т=85 С) при рН после подщелачивания 11,2 11,5 5 5,2 Скорость осажденисм/мин 5,2 4,бъе адка,фильтрационный кофициент 8,5 0,0 9,б 16 СкоБ оптическая плоность сть осаждениям/мин Параммого ры при количестве сиропа,осадку карбоната кальция13 1442552 14 Таблицаб Значения для. суспензии коагулята несахаров (рН 11,2)опри температуре перед отделением осадка, С Показатели 95 100 80 Скорость осаждения,см/мин 4,3 ф 4,9 Объем осадка, % 20 32 13 15 фильтрационный коэффициент 8,8 14,0 9,6 Составитель Ю,Сидоренко Редактор Н.Гунько Техред И.Дидык Корректор Г.РешетникЗаказ 6354/23 Тираж 308 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5