Спосіб очищення дифузійного соку

Спосіб очищення дифузійного соку, що включає прогресивну попередню дефекацію вапняним молоком до рН20 10,8-11,4, введення в зону рН20 8,0-9,5 згущеної суспензії осаду II сатурації, комбіновану тепло-гарячу основну дефекацію та дефекацію перед II сатурацією, І і II сатурацію та фільтрування, який відрізняється тим, що в нефільтрований сік II сатурації вводять 0,2-0,3 % фільтроперліту до маси соку і витримують 10-15 хв. при інтенсивному перемішуванні. (19) (21) a200811824 (22) 03.10.2008 (24) 10.03.2011 (46) 10.03.2011, Бюл.№ 5, 2011 р. (72) ОЛЯНСЬКА СВІТЛАНА ПАНТЕЛЕЙМОНІВНА, ВОЙТОВИЧ ОЛЬГА БОРИСІВНА, ЦИРУЛЬНІКОВА ВІТА ВАЛЕНТИНІВНА, КУПЧИК МИХАЙЛО ПЕТРОВИЧ, РЕВА ЛЕОНІД ПАВЛОВИЧ, ЗАМУРА СВІТЛАНА АНАТОЛІЇВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ (56) UA U 28959, 25.12.2007 UA A 38954, 15.05.2001 SU 1017735, 15.05.1983 Рева Л.П., Замура С.А., Пушанко Н.М., Дітлашок Н.Г., Шубовська Ю.А. Ефективність додаткового 3 кулярних сполук, солей кальцію і барвних речовин, підвищення виходу і якості білого цукру. Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб очищення дифузійного соку включає прогресивну попередню дефекацію вапняним молоком до рН20 10,8...11,4, введення в зону рН20 8,0...9,5 згущеної суспензії осаду II сатурації, комбіновану тепло-гарячу основну дефекацію та дефекацію перед II сатурацією, І і II сатурацію та фільтрування. Згідно винаходу в нефільтрований сік II сатурації вводять 0,2-0,3% фільтроперліту до маси соку і витримують 10...15 хв. при інтенсивному переміщуванні. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваними результатами полягає в наступному. По-перше, при додаванні в нефільтрований сік II сатурації фільтроперліту в кількості 0,2...0,3% до м.с. він частково розчиняється з утворенням окрім полімеризованої кремнієвої кислоти Si(OH)4 сілікат-іонів: НSіO3- і SіO3-2, утворення яких каталізується іонами ОН-: гідратація (1) (SiO2)х+2Н2O (SiO2)x-1+Si(OH)4 Si(OH)4 + OH- = НSіO3- + 2Н2O (2) HSiO3- + ОН- = SіO32- + 2Н2O (3) Білкові та пектинові речовини адсорбують на фільтроперліті у формі білково-пектинових комплексів, що призводить до збільшення ступеню видалення ВМС в результаті гетерокоагуляції, покращення структури осаду за рахунок утворення сілікат-іонів, які формують на частинках коагуляту шар гідросилікату кальцію, що сприяє міцності коагуляційних структур. По-друге, в присутності сахарози і амінокислот карбонат кальцію, який утворюється в процесі II сатурації, утворює пересичені розчини (коефіцієнт пересичення сягає 1,7), процес кристалізації яких перебігає дуже повільно, що погіршує якість очищення соку, викликає осадження "панцирного" осаду на стінках трубопроводів, насосів, поверхнях теплообміну. Застосування фільтроперліту сприяє прискоренню кристалізації як органічних так і неорганічних речовин на поверхні розділу розчин - тверде тіло, забезпечує переміщення кристалізації Са-СО3 нефільтрованого соку II сатурації з фільтрувальної тканини поверхонь теплообміну на поверхню часток фільтрувального порошку при вихороподібному інтенсивному перемішуванні в потоці. Висока питома поверхня фільтроперліту і тривалий контакт розчинних солей кальцію з часточками фільтрувального порошку при перемішуванні сприятиме кристалізації СаСО3 і MgCO3 на поверхні мінеральних кристалів, зменшенню вмісту солей кальцію і забарвленості соку, підвищенню чистоти соку. За тривалості контакту нефільтрованого соку II сатурації з фільтроперлітом протягом 10...15 хв. при інтенсивному перемішуванні зменшується коефіцієнт пересичення карбонату кальцію і вміст розчинних солей кальцію в очищеному соку, а також збільшується ступінь видалення ВМС білковопектинового комплексу внаслідок гетерокоагуляції і адсорбції на часточках фільтроперліту. Короткочасне перемішування 10...15 хв сприяє збільшен 93701 4 ню числа контактів макромолекул ВМС з часточками фільтроперліту, внаслідок чого утворюються флокули. Збільшення тривалості контакту негативно впливає на процес гетерокоагуляції оскільки відбувається руйнування флокул. Спосіб здійснюється наступним чином. Дифузійний сік після мезгоуловлювача подається в збірник. Далі сік поступово підігрівається до температури 50...55°С і надходить на попередню дефекацію в переддефекатор системи БрігельМюллера. В зону рН20 прогресивного переддефекатора 9,0...9,25 (третю-четверту камеру) вводиться вся суспензія осаду соку II сатурації в такій кількості, щоб вміст твердої фази на виході із переддефекатора становив 0,9...1,1% СаО. Кількість суспензії осаду II сатурації додається в автоматичному режимі, пропорційно кількості дифузійного соку, яка відкачується з дифузійної установки. На виходііз переддефекатора рН20 соку підтримується автоматично і становить 11,2...11,5, залежно від якості сировини, яка надходить у виробництво. Переддефекований сік подається на теплу ступінь основної дефекації з додаванням 1,8...2,0% СаО до маси буряків, сік підігрівають до температури 85...90°С і подають на другу ступінь основної дефекації. Дефекований сік проходить стадію І карбонізації - I сатурацію до рН20 10,8...11,2, фільтрування, підігрівається до температури 90...95°С, обробляється вапняним молоком 0,4...0,5% СаО до м.б. протягом 5 хв., а далі проводимо II сатурацію до рH20 9,2...9,5. До нефільтрованого соку через дозуючий пристрій подають фільтроперліт в кількості 0,2...0,3% до м.с., а далі сік направляють у відстійникдозрівач з внутрішнім циркуляційним контуром і перемішуючим пристроєм. Об'єм відстійникадозрівача забезпечує тривалість перебування нефільтрованого соку і контакту його з фільтроперлітом 10...15 хв., додаткову адсорбцію органічних і неорганічних речовин на поверхні фільтроперліту. Після цього сік направляють на контрольну фільтрацію. Мішалка відстійника-дозрівача забезпечує багаторазову циркуляцію та зняття пересичення карбонату кальцію і запобігає утворенню осаду на трубопроводах і поверхні теплообміну. Приклад 1. Дифузійний сік з температурою 40°С, вмістом сухих речовин 12,6%, рН20 6,25 ділили на 5 порцій. Кожну порцію соку підігрівали до температури 50°С, проводили прогресивну обробку соку 0,3% СаО до рН20 11,2 з введенням в зону рН20 8,0... 9,5 суспензії осаду II сатурації в кількості, що забезпечує 1% СаСО3 до маси соку. Проводили послідовно теплу і гарячу ступінь основної дефекації з додаванням 1,2% СаО до маси буряків, І сатурацію до лужності 0,1% СаО, рН20 11,2. Після фільтрування сік І сатурації підігрівали до температури 90...96°С, проводили дефекацію перед II сатурацією 0,5% СаО до маси буряків і II сатурацію до лужності 0,025% СаО, рН20 9,25. В проби 1-4 нефільтрованого соку вносили фільтроперліт в кількості 0,2% до маси соку і витримували 5, 10, 15 і 20 хв при періодичному перемішуванні. Далі проби фільтрували і аналізували. П'ята проба являлась контрольною. Результати дослідів наведені в табл. 1. 5 93701 6 Таблиця 1 № досліду 1 2 Тривалість оброблення соку II сатурації фільтроБез додавання перлітом за запропонованим способом, хв фільтроперліту 5 10 15 20 Чистота соку II сатурації, % 90,8 91,2 91,62 90,8 90,1 Вміст солей Са2+, г на 100 г СР 0,210 0,196 0,190 0,208 0,230 Чистота соку II сатурації, % 91,5 92,0 92,5 91,8 91,0 Вміст солей Са2+, г на 100 г СР 0,160 0,148 0,144 0,154 0,168 Показники Найкращі показники очищеного соку - найбільший приріст чистоти і найменший вміст розчинних солей кальцію спостерігається при контакті нефільтрованого соку з фільтроперлітом 10...15 хв внаслідок прискорення кристалізації неорганічних і органічних речовин на поверхні розділу розчин тверда фаза (часточки перліту). Приклад 2. Дифузійний сік з температурою 38°С, вмістом сухих речовин 12,4%, рН20 6,25 ділили на 5 порцій. Кожну порцію соку підігрівали до температури 50°С і проводили прогресивну обробку соку 0,3% СаО до рН20 11,2 з введенням в зону рН20 8,0...9,5 суспензії осаду II сатурації в кількості, що забезпечує 1% СаСО3 до маси соку. Проводили послідовно теплу і гарячу ступінь основної дефекації з додаванням 1,2% СаО до маси буряків, І сатурацію до лужності 0,1% СаО, рН20 11,2. Після фільтрування сік І сатурації підігрівали до температури 90...96°С, проводили дефекацію перед II сатурацією 0,5% СаО до маси буряків і II сатурацію до рН20 9,25. Проби 1-4 нефільтрованого соку з температурою 85...90°С обробляли фільтроперлітом в кількості 0,05, 0,1, 0,25, 0,3% до маси соку і витримували при перемішуванні 15хв. Далі проби фільтрували і аналізували. П'ята проба являлась контрольною. Результати дослідів наведені в табл. 2. Таблиця 2 № досліду 1 2 3 4 Технологічні показники соку II сатурації Чистота соку II сатурації, % Вміст солей Са2+, г на 100 г СР Кольоровість, од. ICUMSA /100 г СР Чистота соку II сатурації, % Вміст солей Са2+ г на 100 г СР Кольоровість, од. ICUMSA /100 г СР Чистота соку II сатурації, % Вміст солей Са2+, г на 100 г СР Кольоровість, од. ICUMSA /100 г СР Чистота соку II сатурації, % Вміст солей Са2+ г на 100 г СР Кольоровість, од. ICUMSA /100 г СР Таким чином, найкращі показники очищеного соку спостерігаються при додаванні 0,2... 0,3% фільтроперліту в нефільтрований сік II сатурації. За витрат 0,2% фільтроперліту чистота очищеного соку підвищується на 1,4... 1,5%, зменшується вміст солей кальцію на 12,8%, кольоровість соку на 19,2%. Додатково було досліджено вплив фільтроперліту на процес осадження високомолекулярних сполук. При витратах 0,2% фільтроперліту до маси нефільтрованого соку вміст ВМС в дослідах 1-4 складав 0,481; 0,369; 0,340 та 0,275% порівняноз вмістом ВМС у соку II сатурації контрольної проби без додавання фільтрувального порошку відповід Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Витрати перліту, % до маси соку 0,05 0,1 0,2 0,3 88,5 88,9 89,5 89,4 0,270 0,262 0,257 0,261 215,3 192,3 192,7 186,6 89,2 89,8 90,2 90,35 0,212 0,205 0,190 0,216 224,4 198,7 187,5 197,7 90,3 90,6 91,1 90,9 0,160 0,152 0,144 0,146 171,9 188,1 166,7 188,1 90,7 91,5 92,0 91,9 0,130 0,124 0,118 0,120 132,3 130,9 127,1 128,7 Без додавання перліту 88,0 0,288 245,3 88,8 0,220 230,4 89,6 0,168 211,3 90,5 0,136 147,1 но - 0,978; 0,794; 0,720; 0,682%, тобто зменшується вдвічі, що сприятиме зменшенню в'язкості соку і сиропу, покращенню кристалізаційної здатності продуктів та якості цукру. Технічний результат полягає в підвищенні ефекту очищення дифузійного соку, збільшенні виходу і якості білого цукру внаслідок зменшення коефіцієнту пересичення карбонату кальцію в соку II сатурації, прискорення кристалізації як неорганічних так і органічних речовин на поверхні фільтроперліту, збільшення ступеню видалення ВМС в результаті гетерокоагуляції, зменшення в'язкості соку і сиропу, покращення кристалізаційної здатності продуктів. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601