Спосіб очищення дифузійного соку

Реферат: Спосіб очищення дифузійного соку включає попереднє вапнування гідроксидом кальцію, введення під час попереднього вапнування 10-20 % дифузійного соку, обробленого коагулянтом, основне вапнування гідроксидом кальцію, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію та фільтрування. Як коагулянт використовують основний сульфат алюмінію у кількості 0,010-0,025 % та полігексаметиленгуанідину гідрохлорид у кількості 0,0005-0,0040 %. UA 68296 U (54) СПОСІБ ОЧИЩЕННЯ ДИФУЗІЙНОГО СОКУ UA 68296 U UA 68296 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до харчової промисловості, а саме технології цукрового виробництва. Відомий спосіб очищення дифузійного соку, який передбачає попередню дефекацію шляхом обробки дифузійного соку гідроксидом кальцію у кількості 0,2…0,3 % СаО до маси буряків та повернення нефільтрованого соку І карбонізації, 20…30 % суспензії осаду соку І карбонізації або всієї суспензії осаду соку II карбонізації. Сік після попереднього вапнування надходить на перший ступінь основного вапнування, де змішується з гідроксидом кальцію у кількості 1,5…2,0 % СаО до маси буряків. Після цього сік нагрівається до 85…90 °C і надходить на другий ступінь основного вапнування, де обробляється гідроксидом кальцію в кількості 0,4…0,6 % СаО до маси буряків. Згідно з типовим способом, при проведенні попереднього вапнування передбачається поступове підвищення лужності та pH соку, що забезпечує створення оптимальних умов коагуляції та осадження для різних груп речовин, що мають різний оптимум коагуляції та осадження (Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. - 431 с.). Недоліком способу є недостатньо високий ефект очищення соку, особливо у разі перероблення буряків погіршеної технологічної якості, що зумовлено неповною коагуляцією речовин колоїдної дисперсності в умовах попереднього вапнування та часткове руйнування коагульованих агрегатів високомолекулярних сполук в умовах основного вапнування. За технічною суттю найбільш близьким до корисної моделі і прийнятим за прототип є спосіб очищення дифузійного соку (Деклараційний патент на корисну модель 42418 А України МПК С13С1/00. Спосіб очищення дифузійного соку / А.А. Ліпєц, Н.А. Гусятинська, - 2001074772; Заявл. 25.11.2008; Опубл. 10.07.2009, Бюл. № 13.). Спосіб передбачає попереднє вапнування дифузійного соку гідроксидом кальцію, введення під час попереднього вапнування до обробленого гідроксидом кальцію соку з рН20 9,0…10,2 дифузійного соку у кількості 10-20 %, обробленого коагулянтом основним сульфатом алюмінію у кількості 0,02…0,04 % до маси соку. Після цього сік очищається на стадіях основного вапнування гідроксидом кальцію, першої карбонізації, фільтрування, другої сатурації та фільтрування. Недоліком запропонованого способу є недостатня повнота зв'язування у міцели осаду часточок скоагульованих високомолекулярних сполук, що призводить до зниження швидкості осадження осаду коагуляту. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення виходу цукру та покращення його якості за рахунок підвищення ефекту очищення дифузійного соку та покращення фільтраційноседиментаційних властивостей осаду. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб очищення дифузійного соку передбачає попереднє вапнування гідроксидом кальцію, введення під час попереднього вапнування 1020 % дифузійного соку, обробленого коагулянтом, основне вапнування гідроксидом кальцію, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію та фільтрування. Згідно з корисною моделлю як коагулянт використовують основний сульфат алюмінію в кількості 0,010-0,025 % та полігексаметиленгуанідину гідрохлорид (ПГМГХ) у кількості 0,0005-0,0040 % до маси соку. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом полягає в наступному. У разі додавання основного сульфату алюмінію до дифузійного соку бурякоцукрового виробництва відбувається коагуляція та осадження високомолекулярних сполук, а саме - білків, пектинових речовин, барвних сполук, органічних кислот, з утворенням осаду. Полігексаметиленгуанідину гідрохлорид є катіонним поліелектролітом, що зумовлює його флокуляційні та коагуляційні властивості щодо високомолекулярних сполук, які містяться у клітинному соку та буряку. При введенні полімерних сполук, а саме ПГМГХ до дисперсної системи дифузійного соку в процесі попереднього вапнування, одна макромолекула може зв'язуватись різними своїми частинами одночасно на декількох часточках дисперсної фази, утворюючи між ними "містки". При флокуляції зв'язок між часточками дисперсної фази відбувається через макромолекули флокулянтів, що призводить до утворення об'ємного осаду з розгалуженою структурою, який добре фільтрується та відстоюється. Наслідком є: менші витрати коагулянта основного сульфату алюмінію для очищення дифузійного соку; збільшення повноти осадження речовин колоїдної дисперсності, підвищення чистоти очищеного соку, збільшення виходу цукру та покращення його якості. Спосіб здійснюється наступним чином. Дифузійний сік розділяється на дві частини: основна частина дифузійного соку, що становить 80-90 %, надходить у апарат прогресивної попередньої дефекації. Як реагент для очищення використовують гідроксид кальцію в кількості 0,2-0,3 % СаО до маси буряків. Розчин основного сульфату алюмінію у кількості 0,010-0,025 до маси соку, спрямовують у змішувач з другою частиною 10-20 % дифузійного соку. У дифузійний сік, 1 UA 68296 U 5 10 15 20 25 30 оброблений коагулянтом основним сульфатом алюмінію, вводиться розчин ПГМГХ у кількості 0,0005-0,0040 %, після чого дифузійний сік надходить до апарата попередньої дефекації у зону з рН20 соку 9,0-10,2. На виході з апарата попередньої дефекації рН20 соку становить 10,8-11,2. Далі сік надходить в апарат основної дефекації, де обробляється гідроксидом кальцію у кількості 1,2-1,8 % СаО до маси буряків за типовою схемою очищення соку. З дефекатора сік надходить до апарата І сатурації, де обробляється вуглекислим газом до лужності 0,1 % СаО. Після фільтрування сік І сатурації обробляють гідроксидом кальцію у кількості 0,3-0,5 % СаО до маси буряків та вуглекислим газом на ІІ сатурації до лужності 0,02-0,03 % СаО та фільтрують. Приклади здійснення способу. Приклад 1. Дифузійний сік (чистота 86,4 %) масою 1000 г нагрівали до 65 °C, розділяли на 2 частини, одну з яких обробляли гідроксидом кальцію до значення pH 9,5. До другої частини дифузійного соку (15 % до загальної маси соку) вносили основний сульфат алюмінію у кількості 0,02 %, перемішували та додавали 0,002 % ПГМГХ у вигляді водного розчину. Після чого додавали необхідну кількість СаО для проведення попередньої дефекації при загальній витраті вапна 0,25 %. Одержаний сік нагрівали до 85 °C та додавали 1,8 % СаO по маси соку для проведення основної дефекації. Послідовно проводили першу сатурацію до лужності 0,1 % СаО, фільтрували, аналізували з метою визначення показника швидкості відстоювання осаду. Фільтрований сік обробляли вуглекислим газом до лужності 0,03 % СаО, що відповідає вимогам до соку другої сатурації, фільтрували та аналізували. В одержаному соку II сатурації визначали чистоту, %; забарвленість, од. опт. густ. Результати прикладів наведено у таблиці. Згідно з даними таблиці, оптимальним варіантом є витрати коагулянта основного сульфату алюмінію у кількості 0,010-0,025 % та ПГМГХ 0,0005-0,0040 % до маси соку. За витрат основного сульфату алюмінію менше, ніж 0,010 %, та ПГМГХ - 0,0005 % до маси соку спостерігається зниження ефекту очищення соку та погіршення показників його якості. При збільшенні витрат понад заявлені концентрації, відповідно для ОСА 0,025 % та ПГМГХ 0,0040 %, не спостерігається подальшого підвищення ефективності застосування додаткових реагентів. Технічний результат полягає в наступному. Спосіб сприяє підвищенню якості очищеного соку, зменшенню його забарвленості та покращенню фільтраційно-седиментаційних властивостей осаду за рахунок підвищення повноти осадження та зв'язування у міцели осаду часточок скоагульованих високомолекулярних сполук. Таблиця Швидкість Витрати Чистота соку Забарвленість осадження № коагулянта Витрати II соку II сатурації, осаду соку II прикладу ОСА, % до ПГМГХ сатурації, % од. опт. густ. сатурації, маси соку 3 см /хв. 1 90,28 296,4 2,4 2 0,004 0,0002 90,62 257,7 2,7 3 4 5 0,010 0,018 0,025 0,0005 0,0020 0,0040 91,14 91,43 91,85 210,5 195,4 178,8 3,5 3,8 4,2 6 0,030 0,0050 91,88 174,9 4,3 2 Висновки Контроль Недостатнє підвищення чистоти соку II сатурації Висока ефективність застосування коагулянта Збільшення витрат коагулянта ОСА та ПГМГ недоцільне з точки зору незначного подальшого покращення технологічних показників та економічно недоцільно UA 68296 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб очищення дифузійного соку, що включає попереднє вапнування гідроксидом кальцію, введення під час попереднього вапнування 10-20 % дифузійного соку, обробленого коагулянтом, основне вапнування гідроксидом кальцію, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію та фільтрування, який відрізняється тим, що як коагулянт використовують основний сульфат алюмінію у кількості 0,010-0,025 % та полігексаметиленгуанідину гідрохлорид у кількості 0,0005-0,0040 %. 10 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3