Спосіб очищення дифузійного соку

Спосіб очищення дифузійного соку, що включає підігрівання соку, переддефекосатурацію за рН 9,0...9,5 і витрат вапна 0,5...0,6 % до маси бу 3 Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб очищення дифузійного соку включає підігрівання соку, переддефекосатурацію за рН 9,0...9,5 і витрат вапна 0,5...0,6% до маси буряків, відділення передсатураційного осаду, нагрівання соку, основну дефекацію, І сатурацію, фільтрування соку, підігрівання соку і дефекацію перед II сатурацією, II сатурацію і фільтрування соку. Згідно корисної моделі спочатку проводять теплу прогресивну переддефекацію з рециркуляцією згущеної суспензії осаду соку II сатурації в метастабільну зону, а після переддефекосатурації в сік вводять 2,5×10-4…1,0×10-3% до маси соку комплексного високомолекулярного реагенту "КРОСС-5". Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним результатом полягає в наступному. По-перше, внаслідок проведення теплої прогресивної попередньої дефекації створюються оптимальні умови для коагуляції і адсорбції високомолекулярних сполук: білкових речовин, продуктів їх розкладу пептидів, пектинових речовин при поступовому підвищенні рН соку і введенні твердої фази карбонату кальцію у вигляді суспензії осаду II сатурації у метастабільну зону рН9,0...9,5 де спостерігаються конформаційні перетворення і мінімальний заряд поверхонь ВМС, система характеризується мінімальною в'язкістю і електропровідністю, нестійкістю до коагуляції. По-друге, при додаванні в переддефекосатурований сік з рН9,0...9,5 високомолекулярного комплексного реагенту "КРОСС-5" в кількості 2,5×10-4…1,0×10-3% до маси соку (дозвіл на використання в цукровій промисловості № 05.03.0204/37638 від 23.08.2005 р.) його макромолекула максимально розгортається, отримує максимальний заряд і найбільш ефективно взаємодіє з полярними від'ємно зарядженими групами ВМС білково-пектинового комплексу, що забезпечує нейтралізацію поверхневого заряду ВМС, руйнування стабілізуючих сольватних оболонок ВМС, втрату ними агрегативної стійкості і випадання в осад, про що свідчать високі середні швидкості седиментації соку: за перші дві хвилини 9,0...11,3см/хв. і за п'ять хвилин - 4,30...4,50см/хв. Практично седиментація переддефекосатурованого соку завершується за 2...3хв. По-третє, проведення прогресивної переддефекації і введення комплексного високомолекулярного реагенту "КРОСС-5" в кількості 2,5×10-4…1,0×10-3% до маси соку після переддефекосатурації перед відстоюванням дозволяє суттєво збільшити повноту осадження розчинних солей кальцію на 45,0...58,0%, білкових речовин на 60,0...80,0%, барвних речовин більше ніж на 60,0%, що забезпечує збільшення загального ефекту очищення і чистоти переддефекосатурованого соку, дає змогу отримати в умовах І та II сатурації майже чистий карбонат кальцію з підвищеною адсорбційною здатністю і зменшити витрати вапна на очищення. Спосіб здійснюється наступним чином: Дифузійний сік після мезгоуловлювача подається в збірник. Далі сік підігріваємо до температури 50...55°С і проводимо теплу прогресивну по 45866 4 передню дефекацію з рециркуляцією в метастабільну зону (третю-четверту камеру переддефекатора) згущеної суспензії осаду соку II сатурації в такій кількості, щоб вміст твердої фази на виході із переддефекатора становив 1,0...1,2% СаСО3. Кількість суспензії осаду II сатурації додається в автоматичному режимі, пропорційно кількості дифузійного соку, яка відкачується з дифузійної установки. Після переддефекатора рН20 соку становить 11,2...11,5 залежно від якості сировини, яка надходить у виробництво. На виході із переддефекатора до соку добавляють 0,5...0,6% СаО до маси буряків. Сік підігрівають до температури 85°С і направляють на переддефекосотурацію до рН209,0...9,5. Високомолекулярний комплексний реагент "КРОСС-5" через дозуючий пристрій подають у мішалку, попередньо розчиняють, насосом подають у напірний збірник, а далі - в контрольний ящик соку після переддефекосатуратора, сік обробляють реагентом "КРОСС-5" в кількості 2,5×10-4…1,0×10-3% до маси соку і направляють на відстійники. Згущена суспензія осаду переддефекосатураційного соку із відстійників фільтрується на вакуум-фільтрах. Декантат соку після відстійників і фільтрат після вакуум-фільтрів підігрівають до температури 85...90°С, направляють на основну дефекацію за витрат вапна 0,5...0,6% СаО до маси соку, далі на І сатурацію в швидкісний сатуратор з внутрішнім ерліфтом. Сік І сатурації з рН2011,0...11,2 підігрівають до температури 89...90°С і фільтрують на фільтрах-згущувачах, а суспензію - на вакуум-фільтрах. Фільтрований сік І сатурації підігрівають до температури 90...96°С, проводять дефекацію перед II сатурацією 0,5% СаО, II сатурацію в апараті з внутрішнім ерліфтом до рН209,2...9,5 і фільтрують на фільтрахзгущувачах. Приклад 1. Шість проб дифузійного соку розміщували на водяній бані і проводили теплу прогресивну переддефекацію при температурі 50...55°С 0,3% СаО до маси соку з введенням в метастабільну зону згущеної суспензії осаду II сатурації в такій кількості, щоб вміст твердої фази в соку після переддефекації становив 1,0% СаСО3, рН20 соку після переддефекації - 11,0...11,2. В кожну пробу добавляли 0,5% СаО до маси соку, сік підігрівали до температури 85°С і насичували СО2 до рН209,0...9,5. В проби 1-6 вносили комплексний високомолекулярний реагент "КРОСС-5" в кількості 1,3×10-4...1,0×10-3% до маси соку. Проба 7 являлась контрольною. Дифузійний сік контрольної проби нагрівали до 85°С, в сік добавляли 0,5% СаО до маси соку і проводили переддефекосатурацію до рН209,0...9,5. Після переддефекосатурації в цю пробу реагент "КРОСС-5" не вводили. Кожну пробу 1...7 переддефекосатурованого соку заливали в циліндр на 350см3, визначали середню швидкість седиментації за 2 і 5хв., об'єм осаду через 25хв. седиментації, рН20 соку. Результати дослідів наведені в табл. 1. 5 45866 6 Таблиця 1 № доТехнологічні сліду показники соку S2, см/хв. 1 S5, см/хв. V25, % S2, см/хв. 2 S5, см/хв. V25, % S2, см/хв. 3 S5, см/хв. V25 % S2, см/хв. 4 S5, см/хв. V25, % S2, см/хв. Середнє S5, см/хв. V25, % 1,3×10-4 7,25 4,22 9,2 7,0 4,06 12,2 7,2 4,11 8,6 8,0 4,58 7,0 7,36 4,24 9,25 Витрати хімічного реагенту, % до маси соку 2,5×10-4 4,0×10-4 5,0×10-4 7,5×10-4 8,00 8,25 10,25 11,0 3,86 4,38 4,28 4,17 13,2 7,2 5,7 7,2 8,75 10,75 10,80 11,3 4,58 4,32 4,40 4,32 8,8 7,1 10,4 11,2 8,9 10,7 11,5 11,4 4,53 4,46 4,74 4,68 8,9 4,6 6,3 7,9 10,35 10,3 10,85 11,5 4,40 4,16 4,58 4,76 10,5 7,5 8,9 9,4 9,00 10,00 10,85 11,3 4,31 4,33 4,50 4,48 10,35 6,6 7,82 8,93 Очевидно, що при введені в переддефекосатурований сік з рН9,0...9,5 комплексного високомолекулярного реагенту "КРОСС-5" в кількості 2,5×10-4…1,0×10-3% до маси соку спостерігається ефективна взаємодія його з полярними від'ємно зарядженими групами ВМС білково-пектинового комплексу, нейтралізація поверхневого заряду, руйнування стабілізуючих сольватних оболонок ВМС, втрата ними агрегативної стійкості і випадання в осад, про що свідчать високі середні швидкості седиментації соку: за перші дві хвилини 9,0...11,3см/хв.., за п'ять хвилин 4,30...4,50см/хв., утворення щільного компактного осаду через 25хв. седиментації. За витрат реагенту 4,0×10-4...5,0×10-4 середня швидкість седиментації за 2хв. становить 10,0...10,85см/хв., що більше ніж в півтора рази швидкості седиментації контрольної проби, а об'єм осаду через 25хв. седиментації майже вдвічі менший об'єму осаду контрольної проби. Практично седиментація переддефекосатурованого соку завершується за 2...3хв. 1,0×10-3 10,7 4,12 5,9 10,8 4,27 10,1 10,6 4,32 6,0 11,0 4,52 8,8 10,78 4,31 7,70 Контрольна проба 3,75 3,9 14,0 3,75 3,8 14,2 10,7 4,56 9,4 7,0 4,10 10,0 6,30 4,09 11,9 Приклад 2. Шість проб дифузійного соку розміщували на водяній бані і проводили теплу прогресивну переддефекацію за температури 50...55°С 0,3% СаО до маси соку з введенням згущеної суспензії осаду II сатурації в метастабільну зону в такій кількості, щоб вміст твердої фази в соку становив 1,0% СаСО3, а рН20 соку після переддефекації - 11,0...11,2. В кожну пробу добавляли 0,5% СаО до маси соку, сік підігрівали до температури 85°С і насичували СО2 до pH20 9,0...9,1. В проби 1-6 вносили комплексний високомолекулярний реагент "КРОСС-5" в кількості 1,3×10-4, 2,5×10-4, 4,0×10-4, 5,0×10-4, 7,5×10-4, 1,0×10-3 до маси соку. Проба 7 являлась контрольною. Після відділення осаду шляхом седиментації в кожній пробі визначали чистоту переддефекосатурованого соку, вміст солей кальцію, забарвленість і вміст білкових речовин. Результати дослідів наведені в табл. 2. Таблиця 2 № досліду 1 2 Технологічні показники соку Чистота, % Вміст солей кальцію, г на 100г СР Забарвленість, од. (ICUMSA) Вміст білкових речовин, г на 100г СР Чистота, % Вміст солей кальцію, г на 100г СР Забарвленість, од. (ICUMSA) Вміст білкових речовин, г на 100г СР 1,3×10-4 91,9 Витрати хімічного реагенту, % до маси соку 2,5×10-4 4,0×10-4 5,0×10-4 7,5×10-4 92,2 92,4 92,9 92,3 1,0×10-3 91,8 Контрольна проба 90,1 0,560 0,522 0,375 0,370 0,420 0,481 0,763 1701,5 1091,3 478,2 592,6 976,9 1161,7 2933,6 1,12 0,79 0,51 0,53 0,25 0,65 1,65 92,2 92,9 93,3 93,2 92,9 92,3 91,3 0,503 0,403 0,352 0,342 0,375 0,454 0,94 2654,8 1272,6 1186,8 961,7 957,1 967,6 2886,0 1,21 0,66 0,53 0,56 0,30 0,71 1,79 7 45866 8 Продовження таблиці 2 № до- Технологічні показсліду ники соку Середнє Чистота, % Вміст солей кальцію, г на 100г СР Забарвленість, од. (ICUMSA) Вміст білкових речовин, г на 100г СР 1,3×10-4 92,05 Витрати хімічного реагенту, % до маси соку 2,5×10-4 4,0×10-4 5,0×10-4 7,5×10-4 92,6 92,85 93,1 92,6 1,0×10-3 92,05 Контрольна проба 90,7 0,532 0,462 0,364 0,356 0,398 0,468 0,852 2178,2 1182,0 832,5 777,2 967,0 1064,6 2909,8 1,165 0,725 0,52 0,545 0,280 0,68 1,72 Аналіз отриманих даних показує, що використання запропонованого комплексного високомолекулярного реагенту "КРОСС- 5" є ефективним засобом для підвищення загального ефекту очищення і чистоти соку. При введені в переддефекосатурований сік реагенту в кількості 4,0×10-4...5,0×10-4 повнота осадження солей кальцію збільшується майже на 60%, а білкових речовин і барвних речовин на 70%, внаслідок чого чистота соку підвищується більше ніж на 2 одиниці порівняно з контрольним дослідом. Суттєве збільшення повноти осадження ВМС і солей кальцію дозволить отримати майже чистий осад СаСО3 з підвищеною адсорбційною здатністю в умовах І та II сатурації. Приклад 3. Дві проби дифузійного соку розміщували на водяній бані і проводили прогресивну попередню дефекацію при температурі 50...55°С 0,3% СаО за умов, які детально описані в прикладі 1. В кожну пробу добавляли 0,5% СаО до маси соку, сік нагрівали до температури 85°С і насичували СО2 до рН9,25. В проби 1-2 вносили комплексний високомолекулярний реагент "КРОСС-5" в кількості 4,0×10-4 і 5,0×10-4% до маси соку. Третя проба являлася контрольною. Дифузійний сік кон трольної проби нагрівали до 85°С, в сік добавляли 0,5% СаО до маси соку і проводили переддефекосатурацію до рН209,0...9,5. Після відділення переддефекосатураційного осаду шляхом седиментації декантати нагрівали до температури 85°С і проводили 10хв. основну дефекацію 0,5% СаО, І сатурацію до рН2011,0...11,2. Сік кожної проби фільтрували, нагрівали до температури 95°С, проводили дефекацію перед II сатурації 0,5% СаО, II сатурацію до рН20 9,25 Далі проби фільтрували і аналізували. Результати дослідів наведені в табл. 3. Таким чином, використання комплексного високомолекулярного реагенту "КРОСС-5" після переддефекосатурації за запропонованим способом і збільшення повноти осадження ВМС та інших нецукрів та їх відділення до основної дефекації значно покращує адсорбційну здатність осадів СаСО3, які утворюються на І та II сатурації, про що свідчить підвищення повноти видалення нецукрів, які найбільшою мірою впливають на отримання білого цукру високої якості: розчинних солей кальцію - на 70,6...81,0%, барвних речовин - на 44,2...54,4%, що призводить до суттєвого підвищення чистоти соку II сатурації, дозволяє зменшити витрати вапна на очищення. Таблиця 3 № досліду Технологічні показники соку Чистота, % Вміст солей кальцію, г на 100г СР Забарвленість, од. (ICUMSA) Чистота, % 2 Вміст солей кальцію, г на 100г СР Забарвленість, од. (ICUMSA) Чистота, % Середнє Вміст солей кальцію, г на 100г СР Забарвленість, од. (ICUMSA) 1 Витрати хімічного реагенту, % до маси соку 4,0×10-4 5,0×10-4 93,4 92,8 0,077 0,116 94,58 115,14 93,5 92,8 0,064 0,104 79,4 97,2 93,4 92,80 0,071 0,110 87,0 106,2 Технічний результат полягає в наступному. Спосіб призводить до одержаних очищених соків високої чистоти внаслідок інтенсифікації хімічних і адсорбційних процесів, збільшення ступеня коагуляції ВМС, повноти осадження органічних і міне Контрольна проба 91,6 0,386 205,6 91,2 0,361 175,8 91,40 0,374 190,7 ральних речовин, підвищення загального ефекту очищення. За рахунок збільшення чистоти соку II сатурації можна досягти збільшення виходу цукру на 0,5% до маси буряків та покращення його якісних показників. 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 45866 Підписне 10 Тираж 28 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