Спосіб очищення дифузійного соку

Спосіб очищення дифузійного соку, який включає одночасне вапнування і карбонізацію, основне вапнування, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію, фільтрування, який відрізняється тим, що одночасне вапнування і карбонізацію дифузійного соку здійснюють прогресивно у три ступені, при цьому дифузійний сік попередньо обробляють в гідродинамічному кавітаційному пристрої за стадії кавітації Л=2,3-2,5 і він надходить в розпиленому стані на перший ступінь вапнування і карбонізації, де одночасно протягом 1,5-2,0 с його обробляють водяною парою з потенціалом 0,11-0,17 МПа та суспензією соку II карбонізації, після цього сік змішують з соком рециркуляції в кількості 100-150 % від маси дифузійного соку, який повертають з третього ступеня, а суміш підлягає вапнуванню і карбонізації за умови рНго 9,0 - 9,25, потім сік надходить на другий ступінь, куди подають вапно і сатураційний газ, при цьому сік карбонізується за умови рНго 10,0 - 10,2, а на третій ступінь надходить вапно і сатураційний газ та сік карбонізують до умов оптимального значення рНго 11,0-11,2 Спосіб відноситься до цукрової промисловості, а саме до способів очищення дифузійного соку Відомий спосіб очищення, який передбачає попереднє вапнування, вапнування, І карбонізацію, фільтрування, вапнування перед II карбонізацією, II карбонізацію, фільтрування [Сапронов А Р Технология сахарного производства М Агропромиздат, 1986, с 223-224] За цим способом дифузійний сік подається на попереднє вапнування, куди вводиться вапно в КІЛЬКОСТІ, ЩО забезпечує рНго соку попереднього вапнування 10,8-11,6, та 20-30% суспензії соку І карбонізації або всю суспензію соку II карбонізації Сік попереднього вапнування надходить на першу ступінь основного вапнування, де змішується з вапном в КІЛЬКОСТІ 1,0-1,8% СаО до маси буряків Після чого сік нагрівається до температури 85-90°С і подається на другу ступінь вапнування, куди додається вапно в КІЛЬКОСТІ 0,5-0,7% СаО Після вапнування сік проходить стадії І карбонізації, фільтрування, вапнування перед II карбонізацією з введенням вапна в КІЛЬКОСТІ 0,3-0,5% СаО до маси буряків, II карбонізацію, фільтрування карбонізації або II карбонізації, недостатня коагуляція речовин колоїдної дисперсності (РКД) в умовах попереднього вапнування, утворення осаду соку попереднього вапнування соку здатного до пептизацм в умовах високої лужності на стадії основного вапнування Найближчим технічним рішенням є спосіб очищення дифузійного соку, запропонований компанією Дора [Универсальная схема очистки сока/ А К Карташов, С Л Шойхет, ВА Нагорная и др// Сахарная промышленность -1970 -№10 -С 24-30], Цей спосіб включає одночасне вапнування і карбонізацію, основне вапнування, І карбонізацію, фільтрування, II карбонізацію, фільтрування За цим способом нагрітий дифузійний сік змішується з соком рециркуляції, який подається із апарату одночасного вапнування і карбонізації Перед надходженням соку у апарат одночасного вапнування і карбонізації додається вапно Процес карбонізації соку відбувається за умов постійного значення рНго 11,0-11,2 Далі сік надходить на вапнування, і карбонізацію, фільтрування, II карбонізацію, фільтрування Недоліками цього способу є низька адсорбційна здатність частинок осаду, що містить карбонат кальцію, який повертають у вигляді суспензії соку і Недоліками цього способу є те, що очищений сік II карбонізації має низьку термостійкість і високу кольоровість Отримати за цією схемою очи 00 о со о> ю 59308 щення цукор високої якості можна тільки під час перероблення цукрових буряків високої кондиції, таких, що містять незначну КІЛЬКІСТЬ редукувальних і азотистих речовин В основу винаходу поставлено задачу створення способу очищення дифузійного соку шляхом одночасного ступеневого вапнування і карбонізації дифузійного соку, який дозволить покращити технологічні показники очищеного соку і підвищити загальний ефект очищення Поставлена задача вивіщується тим, що спосіб очищення дифузійного соку включає одночасне вапнування і карбонізацію, основне вапнування, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію, фільтрування Згідно винаходу, одночасне вапнування і карбонізація дифузійного соку здійснюється прогресивно у три ступеня, а дифузійний сік попередньо обробляється в гідродинамічному кавітаційному пристрої за стадії кавітації Я,=2,3-2,5 і надходить в розпиленому стані на перший ступінь вапнування і карбонізації, де одночасно протягом 1,5-2,0 с обробляється водяною парою із потенціалом 0,11-0,17МПа та суспензією соку II карбонізації, після чого сік змішується з соком рециркуляції в КІЛЬКОСТІ 100-150% від маси дифузійного соку, який повертається з третього ступеня, після чого суміш підлягає вапнуванню і карбонізації, за умови рЬЬо 9,0-9,25, потім сік надходить на другий ступінь, куди подається вапно і сатураційний газ, і сік карбонізується за умови рЬЬо 10,0 10,2, а на третю ступінь надходить вапно і сатураційний газ, та сік карбонізується до умов оптимального значення рЬЬо 11,0-11,2 Причинно наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом буде в наступному Очищення дифузійного соку насамперед пов'язане з видаленням речовин колоїдної дисперсності (РКД), до яких відносяться білки, пектинові речовини і нейтральні полісахариди Під час одноразового додавання вапна протікає швидка коагуляція РКД, в результаті чого утворюється сильно пдратований осад, у структурі якого значний об'єм займає вода, і, як наслідок, осад має велику стисливість При прогресивному додаванні до дифузійного соку юна кальцію (Са2+) у вигляді вапновмісного реагенту, коагуляція РКД протікає із меншою швидкістю, яка сприяє поступовому переходу РКД в нерозчинний стан, які адсорбуються на поверхні СаСОз, що подається у вигляді суспензії соку І або II карбонізації, в результаті чого утворюється осад із щільною структурою Оброблення дифузійного соку в кавітаційному пристрої активує частинки РКД соку за рахунок дії кавітаційних ефектів, що сприяють зменшенню СТІЙКОСТІ розчину РКД За стадії кавітації Я,=2,3-2,5 під час ГД кавітаційного оброблення дифузійного І соку, відбувається максимальне зменшення вмісту розчинних сухих речовин (СР) соку внаслідок коагуляції РКД соку Оскільки ПІСЛЯ такого оброблення утворюється порівняно нестійка система розчинних частинок РКД здатних до часткової коагуляції Коагуляція РКД сприяє переходу їх із розчинного стану у золь, що сприяє утворенню малопдратованого осаду під час вапнування соку, що буде мати досить щільну структуру Це дозволяє зменшити витрату ХІМІЧНИХ реагентів на очищення соку Тривалість оброблення дифузійного соку після ГД кавітаційного пристрою, який далі розпилюється у простір із водяною парою з потенціалом 0,110,17МПа, протягом 1,5-2,0 с змішується із суспензією соку II карбонізації, що містить осад у вигляді майже чистого карбонату кальцію і невелику частину розчинного юну Са 2+ На протязі цього часу відбувається інтенсивне змішування дифузійного соку із суспензією, що сприяє ефективній адсорбції утворених нерозчинних часток РКД на поверхні СаСОз та конденсації пари на утвореній поверхні краплини Під час конденсації пари температура в краплині зростає на 5-8°С Це призводить до прискорення реакції нейтралізації аніонів кислот, а також адсорбції продуктів руйнування асоційованих сполук дифузійного соку на частинках карбонату кальцію Рециркуляція соку в апараті одночасного вапнування і карбонізації запобігає місцевому перелуженню соку Циркуляція частини соку призводить до стабілізації утворених агрегатів частинок осаду, а також сприяє зниженню пшоутворення в системі Одночасне додавання у сік вапна та сатураційного газу впливає на підвищення вмісту юну Са2+, який дає можливість подальшого протікання реакції коагуляції РКД соку та утворення СаСОз одразу в кристалічній формі під час карбонізації суміші такого соку сатураційним газом Це призводить до додаткової адсорбції частинок РКД з подальшим укрупненням і ущільненням утвореного осаду соку Як наслідок можна отримати сік з добрими фільтраційними і седиментаційними властивостями За умов рЬЬо 9,0-9,25 на першому ступені одночасного вапнування і карбонізації має місце ефект стабілізації РКД по Брігель-Мюллеру, який сприяє отриманню стійкого осаду З метою поступового наростання лужності на другий ступінь вапнування і карбонізації одночасно подають вапно і сатураційний газ, що призводить до поступового збільшення рЬЬо середовища у межах 10,0-10,2, карбонізуючи надлишок вільного юна Са 2+ На третю ступінь одночасного вапнування і карбонізації подається вапно і сатураційний газ для доведення соку до оптимальних умов рНго, рівного 11,0-11,2, укрупненню частинок утвореного осаду, шляхом нарощення на вже існуючих частинках осаду нової поверхні та закріпленні таким чином адсорбованих частинок РКД В результаті цього утворюється така структура осаду, яка буде стійка до пептизацм в умовах високої лужності на стадії основного вапнування соку Нами були проведені досліди за таких способів очищення дифузійного соку типової схема очищення, схеми прототипу і схеми запропонованого способу Запропонований спосіб очищення дифузійного соку заключається в наступному Дифузійний сік попередньо обробляється в гідродинамічному кавітаційному пристрої за стадії кавітації Я,=2,3-2,5 і надходить в розпиленому стані 59308 на перший ступінь вапнування і карбонізації, де одночасно протягом 1,5-2,0 с обробляється водяною парою із потенціалом 0,11-0,17МПа та суспензією соку II карбонізації, після чого сік змішується з соком рециркуляції в КІЛЬКОСТІ 100-150% від маси дифузійного соку, який повертається з третього ступеня, після чого суміш підлягає вапнуванню і карбонізації, за умови рЬЬо 9,0-9,25, потім сік надходить на другий ступінь, куди подається вапно і сатураційний газ, і сік карбонізується за умови рЬЬо 10,0-10,2, а на третю ступінь надходить вапно і сатураційний газ, та сік карбонізується до умов оптимального значення рЬЬоі 1,0-11,2 Далі сік одночасного вапнування і карбонізації нагрівають до температури 85-90°С і подають на основне вапнування, де його змішують з вапном у КІЛЬКОСТІ, що відповідає 2,2% СаО від маси буряків Після вапнування сік проходить стадії І карбонізації, фільтрування, II карбонізації, фільтрування Приклад здійснення способу Дифузійний сік, попередньо обробляємо в гідродинамічному кавітаційному пристрої за стадії кавітації Я,=2,3-2,5 і подаємо в розпиленому стані на перший ступінь вапнування і карбонізації, де одночасно протягом 1,5-2,0 с обробляємо водяною парою із потенціалом 0,11-0,17МПа та суспензією соку II карбонізації, після чого сік змішується з соком рециркуляції в КІЛЬКОСТІ 100-150% від маси дифузійного соку, який повертаємо з третього ступеня, після чого суміш підлягає вапнуванню і карбонізації, за умови рЬЬо 9,0-9,25, потім сік подаємо на другий ступінь, куди додаємо вапно і сатураційний газ, і сік карбонізується за умови рЬЬо 10,0 - 10,2, а на третю ступінь надходить вапно і сатураційний газ, та сік карбонізується до умов оптимального значення рЬЬо 11,0 - 11,2 Далі сік одночасного вапнування і карбонізації нагріваємо до температури 85-90°С і подаємо на основне вапнування, де він змішується з вапном у КІЛЬКОСТІ, що відповідає 2,2% СаО від маси буряків Після вапнування сік проходить стадії І карбонізації, фільтрування, II карбонізації, фільтрування В таблиці наведені результати ДОСЛІДІВ В різних схемах очищення Сік І карбонізації Лужність нефшьтрованого Тип схеми очисоку за мещення тилоранже м,% СаО Типова 2,4 Компанії Дора 2,1 Запропонована 1,42 Сік II карбонізації Лужність фільтрованого за фенолфталеїном,% СаО Фільтраційний коефіцієнт Швидкість осідання осаду, S5, см/хв Об'єм осадуУ 25 , % Кольоровість од Шт Кольоровість термостатованого соку, од Шт 0,11 0,09 0,08 5,9 2,2 1,55 2,9 4,6 4,67 30,3 19,7 17 12,6 20,7 11,1 23,2 34,2 21,7 Із таблиці видно, що технологічні показники наведених соків запропонованого способу очищення із одночасним вапнуванням і карбонізацією, кращі ніж по відомому способу очищення Результати наведених результатів досліджень показали, що під час здійснення запропонованого способу очищення дифузійного соку досягається максимальна коагуляція РКД соку на стадії очи Комп'ютерна верстка Е А Ярославцева щення, підвищується адсорбційна здатність частинок СаСОз покращується структура осаду, що дозволяє збільшити СТІЙКІСТЬ коагуляту нецукрів (РКД) в умовах високої лужності на стадії основного вапнування, покращуються технологічні показники очищеного соку, що в кінцевому підсумку призводить до підвищення загального ефекту очищення Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна