Спосіб очищення гідролізату

Винахід відноситься до крохмале-патокового виробництва, а саме до процесу очищення гідролізату, одержаного із крохмалевмісної сировини. Відомий спосіб очищення високооцукрених гідролізатів, який включає в себе фільтрування гідролізату та подальше його очищення з використанням іонообмінної смоли та активованого вугілля (Ладур Т.А. Производство сахаристых продуктов из крахмалсодержащего сырья с применением ферментов. - М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1978. - 16с.). Недоліком способу є його складність, значна тривалість процесу очищення та висока вартість адсорбента. Найбільш близьким до запропонованого за технічною суттю є спосіб очищення гідролізату, який полягає в тому, що гідролізат, одержаний із крохмалевмісної сировини (пшениці, кукурудзи, рису тощо) шляхом її розрідження і оцукрювання з використанням ферментних препаратів, фільтрують з відділенням завислих домішок, додають активоване вугілля, суспензію перемішують протягом 20-30 хвилин при температурі 75-80°С, фільтрують і очищений гідролізат згущують до сиропу (Н.Г. Гулюк, А.И. Жушман, Т.А. Ладур, Е.А. Штыркова; под. ред. Н.Г. Гулюка. - М.: Агропромиздат, 1985. - 240с.). Недоліком способу є значні витрати активованого вугілля та недостатній ефект очищення гідролізату. В основу винаходу поставлено завдання зниження витрат активованого вугілля частковою заміною його значно дешевшим природним адсорбентом та підвищення ефекту очищення гідролізату. Поставлене завдання досягається тим, що спосіб очищення гідролізату, який включає його фільтрування, додавання до гідролізату адсорбенту, перемішування суспензії та її подальше фільтрування, згідно винаходу використовуються два адсорбенти - природний дисперсний мінерал палигорскіт та активоване вугілля у співвідношенні 2:1 сумарною кількістю 0,8-1,0% до маси сухих речовин розчину, при цьому після додавання палигорскіту суспензія перемішується протягом 18-22 хвилини при температурі 55-60°С, потім до неї додається активоване вугілля, суспензія перемішується ще 8-12 хвилин і фільтрується. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Нецукри гідролізатів (барвні речовини, білки, жири, пектинові речовини тощо) є високодисперсними частинками. Природний адсорбент (палигорскіт) та вуглецевий адсорбент (активоване вугілля) мають різну селективну дію відносно цих нецукрів. Так, палигорскіт має вибіркову здатність до адсорбції нецукрів катіонного типу та гідрофільних речовин, здатних до утворення водневих зв'язків, а активоване вугілля є гідрофобним адсорбентом і може адсорбувати нецукри як аніонного, так і катіонного походження. Тому палигорскіт буде адсорбувати нецукри як заряджені частинки колоїдної дисперсності, а активоване вугілля інші нецукри за рахунок гідрофобної взаємодії його поверхні з адсорбатом. Послідовність використання адсорбентів пов'язана з наступним. Адсорбція нецукрів палигорскітом відбувається у мезопоровому просторі мінералу (20-200нм), тоді як активованим вугіллям - в основному його зовнішньою поверхнею. Перший вид адсорбції є більш тривалим процесом і тому палигорскіт додається до гідролізату раніше ніж активоване вугілля. При подальшому додаванні активованого вугілля із розчину видаляються гідрофобні нецукри, які не адсорбуються палигорскітом. Перемішування гідролізату із адсорбентами відповідно протягом 18-22 і потім ще 8-12 хвилин при їх додаванні в два етапи забезпечує найбільш ефективне очищення. Збільшення тривалості перемішування не приводить до його суттєвого підвищення, а витрати адсорбентів та енергії зростають. Співвідношення 2:1 між кількостями палигорскіту і активованого вугілля, що додаються до гідролізату, встановлено експериментально і пов'язано з тим, що основну частку нецукрів складають гідрофільні дисперсні речовини, які добре адсорбуються палигорскітом. Збільшення сумарної дози адсорбентів понад 1,0% до маси сухих речовин розчину не забезпечує суттєвого підвищення ефекту очищення, а витрати адсорбентів зростають. При сумарній дозі адсорбентів менше 0,8% ефект очищення значно знижується. Зниження порівняно з прототипом температури, при якій відбувається перемішування суспензії з доданими адсорбентами, до 55-60°С проти 75-80°С дещо сповільнює швидкість адсорбції нецукрів, однак збільшує адсорбційну ємність, що забезпечує підвищення ефективності використання адсорбентів. Поєднання запропонованих ознак дозволяє забезпечити очікуваний технічний результат: зменшити витрати активованого вугілля та підвищити ефект очищення гідролізату. Спосіб здійснюється таким чином. Попередньо проводять розрідження та оцукрювання водної суспензії крохмалевмісної сировини (наприклад пшениці) з використанням відповідно ферментів a -амілази і глюкоамілази. Суспензію гідролізату фільтрують і до фільтрату додають природний адсорбент палигорскіт в кількості 2/3 від сумарних витрат адсорбентів. Суспензію перемішують протягом 18-22 хвилин при температурі 55-60°С додають активоване вугілля в кількості 1/3 від сумарних витрат адсорбентів і продовжують перемішування протягом 8-12 хвилин при заданій температурі. Потім суспензію фільтрують. Сумарні витрати адсорбентів складають 0,8-1,0% до маси сухих речовин розчину гідролізату. Приклад. До фільтрату гідролізату додають палигорскіт в кількості 0,6% до маси сухих речовин розчину, перемішують протягом 18-22 хвилин при температурі 55°С, додають активоване вугілля в кількості 0,3% до маси сухих речовин розчину, продовжують перемішування протягом 8-12 хвилин, суспензію фільтрують. Експериментальні результати досліджень процесу очищення гідролізату залежно від доз адсорбентів і порядку їх додавання наведені в таблиці. Як видно із наведених даних, при роздільному введенні адсорбентів в сумарній кількості 0,8-1,0% до маси сухих речовин розчину досягається більш високий ефект очищення (41,7-47,9%) ніж при введенні еквівалентної кількості активованого вугілля (33,3-39,1%). При сумісному введенні палигорскіту і активованого вугілля порівняно з їх роздільним введенням ефекти очищення нижчі. Інші приклади здійснення способу наведено у таблиці. Висновок: експериментальні дані підтверджують доцільність використання для очищення гідролізату природного дисперсного мінералу палигорскіту і активованого вугілля у співвідношенні 2:1 при послідовному введенні в сумарній кількості 0,8-1,0% і перемішуванні відповідно протягом 18-22 та 8-12 хвилин при температурі 55-60°С. Таблиця Доза адсорбенту, % до маси СР розчину Номер досліду Активоване вугілля Суміш адсорбентів Палигорскіт Активоване вугілля Ефект очищення, % Активоване вугілля Палигорскіт та активоване вугілля сумісне роздільне введення введення 1 0,3 0,20 0,10 15,0 9,1 23,3 2 0,6 0,40 0,20 27,6 21,1 36,1 3 0,8 0,54 0,26 33,3 26,9 41,7 4 0,9 0,60 0,30 36,6 29,9 45,2 5 1,0 0,66 0,34 39,1 32,3 47,9 6 1,2 0,80 0,40 42,7 36,9 51,7 7 1,5 1,00 0,50 44,5 38,2 53,2 Висновки Ефект очищення низький Ефект очищення недостатній Ефект очищення високий, економічно доцільно Ефект очищення високий, економічно доцільно Ефект очищення високий, економічно доцільно Економічно недоцільно Економічно недоцільно