Спосіб очищення цукристих розчинів

Винахід відноситься до технології виробництва цукру і може бути використаний для збільшення виходу цукру, покращення його якості та зменшення собівартості виробництва. На даний час відомі традиційні способи очищення цукристих розчинів з допомогою вапна І двоокису вуглецю, які дозволяють підвищити їх чистоту, зменшити кольоровість. Одним з перспективних способів видалення з цукристих розчинів нецукрів являється використання сорбентів. Останнім часом все більше застосування знаходять для цієї мети сорбенти природного походження і глинисті породи - цеоліти, монтмориллоніти, гідрослюди та палигорскіти. Використання таких сорбентів обумовлено достатньо високою сорбційною ємкістю, вибірковістю, катіонообмінними властивостями деяких із них. Для очищення продуктів цукрового виробництва застосовують також сірку (оксид сірки), активне гранульоване і порошковидне вугілля, а також іоніти. Адсорбційне очищення продуктів цукрового виробництва іонітами та активним вугіллям дозволяє різко покращити якість цукру і збільшити його вихід, особливо при переробці цукру-сирцю і некондиційної сировини (Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1996. - С.380 - 400). Але іонообмінні смоли дорогі, дефіцитні, їх використання пов'язане з складною та дорогою експлуатацією, технологією очистки. Крім того, при регенерації іонообмінних смол утворюється значна кількість шкідливих для навколишнього середовища речовин, що потребують знешкодження на спеціальних спорудах хімічної очистки стічних вод. Іонообмінні смоли чутливі до різних змін концентрації та складу очи щаємої рідини, легко "отруюються" та стають непридатними для подальшої експлуатації. Використання процесу сульфітації у вітчизняній цукровій промисловості є традиційним, але досвід експлуатації та проведені наукові роботи виявили суттєві недоліки, які притаманні цьому процесу. В першу чергу це стосується утворення CaSO3, CaCO4, які формують накип на трубопроводах та на поверхні нагріву вакуум-апаратів. До недоліків цього процесу слід віднести низький ефект адсорбції SO2 цукровими розчинами з pH 9,5 - 8,5, який по даним академіка Л.Д. Бобровніка досягає 20%, тобто 80% токсичного SO2 викидається в атмосферу. Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу є спосіб очищення цукристих розчинів з допомогою активованою вугілля, яке має розвинену зовнішню поверхню, що дозволяє використовува ти його як сорбент для очистки від нецукристих речовин (Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. - С.380 - 400). Спосіб очищення цукристих розчинів від нецукрових речовин з допомогою активного вугілля має слідуючі недоліки: високу енергоємкість, пов'язану з регенерацією; складне апаратурне оформлення схеми його застосування в технології очистки; адсорбційна властивість при очищенні не перевищує 20 - 25% і яка залежить від ступеня забрудненості цукристих розчинів; активне вугілля являється дефіцитом для України, виготовляється за її межами, що збільшує собівартість цукру. Задачею винаходу є покращення якості очищення цукристих розчинів від нецукрів, зниження затрат на очищення, збільшення виробництва цукру. Задача вирішується тим, що цукристі розчини підлягають обробці сорбентом виготовленим на основі монтморилонітових порід (бентонітових глин) модифікованих іонітами сірчанокислого алюмінію, та акустичними коливаннями при частоті 10 - 60КГц. Співвідношення між бентонітом та сірчанокислим алюмінієм від 1,3 частки сірчанокислого алюмінію на 1 - 20 часток бентоніту. Час обробки ультразвуковими коливаннями 2,5 - 4 хвилини. Монтморилонітові породи (глини) мають природні властивості до поглинання як катіонітів, так і аніонітів з водних розчинів. Крім того, дрібнодисперговані глинисті частки у результаті гідрофільної коагуляції утворюють у водних розчинах, якими є цукристі розчини, велику кількість окремих агрегатів зкоалігувавши х часток, які маючи розвинену поверхню мають значну сорбційну спроможність. Модифікація монтморилонітових порід солями алюмінію значно підвищує його властивості до речовин аніонного типу, а диспергація акустичними коливаннями у 2 - 6 разів підвищує адсорбційні властивості. Крім того, органічні речовини з полярноактивними групами сорбуються замістивши собою воду на гідратованій поверхні глинистих мінералів. Для приготування сорбенту монтморилонітові породи (бентонітові глини) попередньо розмелюються до пиловидного стану з частинками розміром менше 0,2мкм по масі не менше 90%. Розмелена порода затворюється знесоленою водою та витримується до повного набухання глини. Подалі проводиться модифікація суспензії іонами алюмінію, для чого до неї додається водний розчин сірчанокислого алюмінію. Суспензія витримується, при одночасному перемішуванні, на протязі 30 хвилин, після чого проводиться її обробка акустичними коливаннями на частотах від 10 до 60КГц. З сорбенту, при необхідності, видаляється надлишок води відстоєм або центрифугуванням. В залежності від кількості нецукрових речовин у цукристому розчині, сорбент дозується в очищаєму рідину. На протязі 5 хвилин і більше сорбент перемішується з цукристим розчином. Після перемішування тверда фаза з очищаемого цукристого розчину видаляється відстоєм, центрифугуванням або фільтрацією. Використаний сорбент може перероблятися у порошки для пожежогасіння та піногасіння або використовува тися для виготовлення керамзиту, приготування бурових розчинів і таке інше. цукристі розчини від іонів важких металів, у тому числі радіонуклідів, та таких органічних сполук як пестициди, нітрати, нітрити та друге. Сорбент може використовуватися для очистки підземних та поверхневих вод та промислових стічних вод від забруднень. Ефективність очистки цукристих розчинів з допомогою сорбенту показана на графіку E - ефективність очистки від сухих нецукрових речовин, в % Q - кількість сорбенту відносно сухи х нецукрових речовин, г/г Залежність асорбції забарвників в цукрових розчинах від кількості доданого сорбенту наведена у таблиці. Чистота очищених сорбентом цукристих розчинів підвищується порівняно з подібною обробкою активним вугіллям на 1 - 2 одиниці, що підвищує ви хід цукру і ефект обезбарвлення. Сорбент для його виготовлення та. застосування не потребує значних та складних у експлуатації устроїв, легко пристосовується до діючої технології любого цукрового заводу. Він дешевий, легкодоступний, тому, що всі його компоненти є в Україні, та екологічно безпечний. Сорбент високоефективно очищає також