Спосіб одержання цукру з меляси

Спосіб одержання цукру з меляси, що передбачає очищення меляси шляхом додавання 3 можливе попадання міжкристального розчину в кінцевий продукт. Застосування цього способу у промисловості пов'язано із значними труднощами: метиловий спирт дорогий реактив, великі його витрати (3 частини метилового спирту на 1 частину меляси), процес пожежовибухонебезпечний, а проникнення парів метилового спирту в робочу зону виробничих приміщень може викликати смерть працюючих. Автори заявки в якості альтернативи метиловому спирту пропонують використовувати ацетон або етанол. Ці розчинники також дорогі, відносяться до першої групи (особливо небезпечні) легкозаймистих рідин, а головне - вони є прекурсорами. Запропонований спосіб простий, але приведені недоліки не дають змоги широко впроваджувати цей спосіб одержання цукру з меляси у виробництво. Найбільш близьким за технічною сутністю до обраного в якості прототипу є спосіб одержання цукру з меляси, описаний в патенті [DE 755842, 29.08.56]. В цьому патенті запропоновано метод одержання цукру з порошкоподібної майже зневодненої меляси при постійному перемішуванні з концентрованою оцтовою кислотою. Кристали цукру, що випадають, промивають 100% метиловим спиртом та хлористим метиленом, спосіб дозволяє отримати цукор, ступінь чистоти якого складає 96%. Недоліком цього методу є те, що попереднє зневоднення та сушка меляси є трудомістким, апаратомістким та енергомістким процесом, а застосування підвищеної температури в технологічному процесі приводить до гідролізу дисахаридів, які перетворюються в моносахариди. Складністю цього процесу є також вилучення залишків оцтової кислоти, що надають кінцевому продукту специфічний неприємний запах. Видалення залишків оцтової кислоти пропонують проводити послідовною промивкою метиловим спиртом та хлористим метиленом. Істотним недоліком методу є використання в технологічному процесі отруйних речовин» що використовуються у великій кількості. Спочатку осадок цукру промивають 100% метиловим спиртом об'ємом за вагою першопочаткової маси, а потім більш ретельно промивають метанолом та хлористим метиленом. Хлористий метилен має наркотичну дію, подразнює шкіру та слизові оболонки дихальних шляхів і очі, відноситься до групи фреонів - «Хладон-30». В процесі виробництва, на стадіях промивки та сушки кінцевого продукту пари хлористого метилену потрапляють до навколишнього середовища і тим самим руйнують озоновий шар атмосфери. Метиловий спирт - отрута. Він утворює водневі зв'язки з гідроксильними групами цукру, які достатньо важко зруйнувати і таким чином сліди метилового спирту залишаються в кінцевому продукті. Таким чином, можна зробити висновок, що запропонований спосіб [DE 755842, 29.08.56.] є екологічно небезпечним, отримана цим способом продукція містить отруйні речовини, а 81140 4 застосування підвищеної температури в технологічному процесі ставить під сумнів, що кінцевий продукт являється дисахаридом, тому дана технологія не знайшла використання у промисловості. В основу запропонованого винаходу поставлена задача розробки способу отримання цукру з меляси, який дозволяє отримувати високоякісний цукор (дисахарид). Дня вирішення технічної задачі нами запропонований спосіб одержання цукру із меляси, оснований на розділенні цукру від нецукристих речовин і мінеральних домішок шляхом розчинення меляси оцтовою кислотою, фільтрації виділеного цукру, його сушки та подальшої очистки водного розчину отриманого цукру від органічних та мінеральних домішок на іонітах. Проведення технологічного процесу при кімнатній температурі виключає можливість гідролізу дисахариду в моносахарид. Попереднє відділення цукру від нецукристих речовин дозволяє зменшити навантаження на іоніти, що збільшує термін їх експлуатації і значно зменшує витрати допоміжних реагентів на їх регенерацію. Такий спосіб дозволяє отримувати цукровий сироп, вміст домішок в якому складає менше 1%, СР=50%, СХ=49,4%. Для вирішення технічної задачі нами запропонований спосіб одержання цукру із меляси, оснований на розділенні цукру від нецукристих речовин і мінеральних домішок шляхом розчинення меляси оцтовою кислотою, фільтрації виділеного цукру, його сушки та подальшої очистки водного розчину отриманого цукру від органічних та мінеральних домішок на іонітах. Попереднє відділення цукру від нецукристих речовин дозволяє зменшити навантаження на іоніти, що збільшує термін їх експлуатації і значно зменшує витрати допоміжних реагентів на їх регенерацію. Такий спосіб дозволяє отримувати цукровий сироп, вміст домішок в якому складає менше 1%, СР=50%, СХ=49,4%. При згущенні цукрового сиропу і введенні затравки одержують високоякісні кристали цукру. Запропонований спосіб відрізняється екологічністю, простотою технологічної схеми, доступністю сировини, незначними енергетичними витратами і може бути використаний в промисловості, як самостійне виробництво. Спосіб отримання цукру з меляси полягає в наступному: Мелясу розбавляють концентрованою оцтовою кислотою у співвідношенні 1:1 і витримують до 24 годин при кімнатній температурі. Отриману суспензію відфільтровують будь-яким відомим способом для видалення нецукристих речовин та мінеральних домішок і випарюють залишки оцтової кислоти. Отриманий продукт розчиняють у воді і послідовно пропускають через катіоніт в Н+ формі і аніоніт в ОН- формі. Очищений таким чином розчин випарюють за відомою в промисловості схемою, вводять затравку і отримують високоякісний кристалічний цукор. 5 81140 Конденсат, отриманий в процесі випарювання, знову використовують для розчинення осаду, виділеного із меляси, а оцтову кислоту після регенерації також повертають до виробничого циклу і використовують для розчинення меляси. Втрати оцтової кислоти після регенерації складають 5-8%. Таблиця 1 Характеристика цукрових сиропів, отриманих запропонованим способом № досліду СР, % СХ, % Чистота, % 1 50 49,4 98,8 2 50 49,6 99,2 3 50 49,5 99 ι 4 50 49,8 99,6 5 50 49,7 99,4 Приклад: В реактор місткістю 0,5м3, який має комунікацію з буферною та лужною пастками, завантажують 100кг меляси і 100кг концентрованої оцтової кислоти. Для запобігання неповного змішування через різну густину розчинника і меляси реакційну суміш інтенсивно перемішують протягом 24 годин при температурі 20°С. Одержану суспензію фільтрують на вакуумфільтрі. Отриманий осад сушать в пол очній вакуум-сушці. Фільтрат збирають і направляють на регенерацію. Регенеровану оцтову кислоту знову повертають до виробничого циклу. Висушений осад масою 42кг завантажують в реактор місткістю 0,1м3 і розчиняють його в 42кг води. Процес проходить при 20°С. Отриманий розчин очищають на сорбційних колонах, заповнених іонітами, послідовно пропускаючи через колону заповнену катіонітом в Н+ формі та аніонітом в ОН- формі. Очищений розчин цукру після сорбційних колон направляють на вакуумвипарку. Конденсат знову повертають до виробничого циклу на стадію розчинення осаду, виділеного із меляси, а густий сироп після вакуумвипарки направляють на кристалізацію, яку проводять відомим у промисловості способом. Отримані кристали відфільтровують від зайвої вологи, сушать і фасують, а фільтрат повертають до виробничого циклу на стадію розчинення осаду, виділеного із меляси. Вихід цукру становить 39,8кг, що складає 81,35% від кількості цукру, який знаходиться в мелясі. Таблиця 2 Залежність виходу цукру від якості меляси № досліду СР, % СХ, % Вихід, % 1 80 48,8 81,35 2 79 48 80,5 3 78 47 80 4 81 49,4 82,2 5 80,5 49,8 81,96 Якість отриманого цукру підтверджена електронними спектрами, отриманими на спектрофотометрі «SPECORD M40» (Фіг.1, Фіг.2). 6 Фіг.1 - електронні спектри водних розчинів: вихідної сировини (крива 1 - дослід1, крива 2 дослід 5); цукру, одержаного промисловим способом (крива 6) та запропонованим способом (крива 3 - дослід 1, крива 4 - дослід 5, крива 5 дослід 2).