Спосіб очищення дифузійного соку

Реферат: Спосіб очищення дифузійного соку включає прогресивне тепле попереднє вапнування гідроксидом кальцію вапняного молока із одночасним введенням наночастинок гідроксиду алюмінію. Потім здійснюють основне вапнування гідроксидом кальцію вапняного молока та першу карбонізацію. Після цього здійснюють фільтрування, другу карбонізацію та фільтрування. UA 74359 U (54) СПОСІБ ОЧИЩЕННЯ ДИФУЗІЙНОГО СОКУ UA 74359 U UA 74359 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до харчової промисловості, а саме технології бурякоцукрового виробництва, та може бути використана для очищення жомопресової води, напівпродуктів бурякоцукрового виробництва та стічних вод. Відомий спосіб очищення дифузійного соку, який передбачає попереднє вапнування шляхом оброблення дифузійного соку гідроксидом кальцію вапняного молока у кількості 0,2…0,3 % СаО до маси соку, поверненням нефільтрованого соку першої карбонізації, поверненням 20…30 % суспензії осаду соку першої карбонізації або всієї суспензії осаду соку другої карбонізації. Сік після попереднього вапнування надходить на першу ступінь основного вапнування, куди дозується вапняне молоко в кількості 1,5…2,0 % СаО до маси соку. Після цього сік нагрівається до 85…90 °C і поступає на другу ступінь основного вапнування. Згідно з типовим способом, при проведенні попереднього вапнування передбачається поступове підвищення лужності соку, що забезпечує створення оптимальних умов коагуляції та осадження для різних груп нецукрів, що мають різний оптимум коагуляції та осадження [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства / Сапронов А.Р. - М.: Агропромиздат, 1986.-431с.]. Недоліком способу є недостатньо високий ефект видалення нецукрів, особливо у разі перероблення буряків погіршеної технологічної якості, що зумовлено неповною коагуляцією речовин, які знаходяться в колоїднодисперсному та розчиненому стані під час попереднього вапнування та часткове руйнування скоагульованих агрегатів з переходом їх у розчин під час основного вапнування. За технічною суттю найбільш близьким до корисної моделі і прийнятим за найближчий аналог є спосіб очищення дифузійного соку [Деклараційний патент на винахід 46398А Україна 6 МПК С13С 1/00. Спосіб очищення дифузійного соку / Ліпєц А.А., Гусятинська Н.А., Навроцький Ю.Б., Чагайда A.O.; заявник і патентовласник Український державний університет харчових технологій. - № 2001074772; заявл. 09.07.2001; опубл. 15.05.2002, Бюл. № 5]. Спосіб передбачає, очищення дифузійного соку під час прогресивного теплого попереднього вапнування гідроксидом кальцію, введення додаткового реагенту дигідроксосульфату алюмінію у кількості 0,04…0,06 % до маси соку, основне вапнування гідроксидом кальцію, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію, фільтрування. Недоліком цього способу є високі витрати додаткового реагенту, а також недостатньо ефективна дія додаткового реагенту внаслідок локального змішування розчину реагенту з великим об'ємом соку в апараті, що призводить до значного зниження рН соку в місці введення розчину реагенту і спричиненої цим часткової пептизації осаду. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення виходу цукру та покращення його якості за рахунок підвищення ефекту очищення дифузійного соку на стадії прогресивного теплого попереднього вапнування шляхом більш повного осадження нецукрів, які знаходяться в колоїднодисперсному та розчиненому стані. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб очищення дифузійного соку передбачає прогресивне тепле попереднє вапнування гідроксидом кальцію вапняного молока із одночасним введенням додаткового реагенту, основне вапнування гідроксидом кальцію вапняного молока, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію та фільтрування. Згідно з корисною моделлю, як додатковий реагент вводять наночастинки гідроксиду алюмінію у водному розчині в кількості 0,0002…0,0004 % Аl(ОН)3 до маси соку. Значний ефект очищення досягається дуже невеликою кількістю доданого реагенту 0,0002…0,0004 % Аl(ОН)3 до маси соку. Така невелика кількість обумовлена тим, що гідроксид алюмінію в препараті перебуває в нанорозмірному стані, що і спричиняє досить значний ефект. До того ж відсутній ефект зниження рН, бо водний розчин наночастинок гідроксиду алюмінію має рН20 8,2, тому в місці локального змішування його із соком відсутня пептизація осаду. У разі додавання препарату наночастинок гідроксиду алюмінію до підлуженого гідроксидом кальцію соку (рН20 8,0…9,5), має місце утворення великої кількості додаткових центрів коагуляції за рахунок високорозвиненої питомої поверхні частинок гідроксиду алюмінію, які до того ж мають позитивний дзета-потенціал, що сприяє адсорбції їх на поверхні від'ємно заряджених частинок більшості нецукрів. Все це значно підсилює коагуляційний ефект, сприяє додатковому видаленню із розчину нецукрів, особливо речовин колоїдного ступеня дисперсності, високомолекулярних сполук та утворює щільний, більш стійкий до пептизації осад. Введення препарату наночастинок гідроксиду алюмінію у водному розчині також сприяє флокуляції осаду нецукрів та забезпечує його кращі седиментаційно-фільтраційні властивості. Спосіб здійснюється наступним чином. Дифузійний сік нагрітий до температури 60…65 °C надходить в апарат прогресивного теплого попереднього вапнування, куди дозується вапняне молоко в кількості 0,15…0,3 % СаО до маси соку (рН20 10,8…11,2) та повернення осаду соку другої карбонізації. Препарат 1 UA 74359 U 5 10 15 20 наночастинок гідроксиду алюмінію з напірного збірника, через дозуючий пристрій у кількості 0,0002…0,0004 % Аl(ОН)3 до маси соку, надходить в апарат прогресивного теплого попереднього вапнування у зону з рН20 8,0…9,5 для підвищення повноти осадження нецукрів, які знаходяться в колоїднодисперсному та розчиненому стані. Далі за типовою схемою очищення сік надходить в апарат основного вапнування, де обробляється гідроксидом кальцію в кількості 1,0…2,0 % СаО до маси соку (рН20 12,0…12,5). Після основного вапнування сік подається до апарата першої карбонізації, де обробляється вуглекислим газом до лужності 0,08 % СаО до маси соку. Після фільтрування сік першої карбонізації обробляють гідроксидом кальцію у кількості 0,3…0,5 % СаО до маси соку та карбонізують до лужності другої карбонізації - 0,02…0,03 % СаО до маси соку та фільтрують. Приклад 1. Вихідний дифузійний сік з вмістом сухих речовин 14,2 %, цукру 12,3 %, та чистотою 86,6 % нагрівали до 65 °C, ділили на 7 порцій, обробляли кожну із них 0,25 % СаО до маси соку у вигляді вапняного молока. Після чого в кожну порцію, крім контрольної, вносили препарат наночастинок гідроксиду алюмінію у водному розчині в кількості від 0,0001 до 0,0006 % Аl(ОН)3 до маси соку. В кожній із семи порцій проводили основне вапнування, додаючи 1 % СаО до маси соку у вигляді вапняного молока, першу карбонізацію до лужності 0,08 % СаО до маси соку, фільтрування, обробляли сік 0,3 % СаО до маси соку, проводили другу карбонізацію до лужності 0,03 % СаО до маси соку, фільтрування та аналізували очищений сік. Результати аналізів наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Показники Чистота очищеного соку, % Забарвленість, од. ICUMSA 25 30 35 Контроль 89,1 245 Витрати реагенту, % до маси соку 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0006 89,8 91,2 91,4 91,6 90,9 90,5 230 205 201 200 245 248 Таким чином раціональною витратою реагенту по якості та забарвленості очищеного соку є 0,0002…0,0004 % Аl(ОН)3 до маси соку. Подальше збільшення витрат препарату наночастинок гідроксиду алюмінію у водному розчині призводить до зменшення чистоти та збільшення забарвленості очищеного соку. Приклад 2. Вихідний дифузійний сік нагрівали до 65 °C, ділили на 6 порцій, обробляли кожну із них наростаючою кількістю вапна у вигляді вапняного молока до різних рН за максимальної витрати - 0,25 % СаО до маси соку. В кожну порцію соку попереднього вапнування із різними значеннями рН додавали наночастинки гідроксиду алюмінію у водному розчині в кількості 0,0002…0,0004 % Аl(ОН)3 до маси соку, в кожній порції проводили основне вапнування, додаючи 1 % СаО до маси соку у вигляді вапняного молока, проводили першу карбонізацію до лужності 0,08 % СаО до маси соку, фільтрували, обробляли сік 0,3 % СаО до маси соку, проводили другу карбонізацію до лужності 0,03 % СаО до маси соку, фільтрували та аналізували очищений сік. Результати аналізів наведені в таблиці 2. Таблиця 2 1 7,8 40 № прикладу 3 4 9,0 9,5 5 10,0 6 10,5 90,4 336 90,6 330 90,7 315 90,6 305 90,3 295 90,8 220 рН20 соку попереднього вапнування Найближчий аналог Чистота соку II карбонізації, % Забарвленість, од. ICUMSA Запропонований спосіб Чистота соку II карбонізації, % Забарвленість, од. ICUMSA Відносний ефект знебарвлення, % Підвищення чистоти, % 2 8,2 Показники 91,2 205 39,0 0,8 91,6 201 39,1 1,0 91,4 200 36,5 0,7 91,0 215 29,5 0,4 90,5 220 25,4 0,2 Слід підкреслити, що використання додаткового реагенту наночастинок гідроксиду алюмінію у водному розчині під час прогресивного теплого попереднього вапнування в кількості 0,0002…0,0004 % Аl(ОН)3 до маси соку, що є раціональною дозою (таблиця 1), у прикладах 2-4 2 UA 74359 U 5 10 15 20 (таблиця 2) призводить до зменшення забарвленості на 36,5…39,1 % та підвищення чистоти очищеного соку на 0,7…1,0 % порівняно із використанням дигідроксосульфату алюмінію. Крім того, препарат наночастинок гідроксиду алюмінію у водному розчині виявляє високу ефективність за дуже малої його витрати. Таким чином, використання додаткового реагенту наночастинок гідроксиду алюмінію у водному розчині під час прогресивного теплого попереднього вапнування дозволяє досягти кращих результатів за чистотою соку другої карбонізації та його забарвленості. Технічний результат полягає в тому, що наночастинки гідроксиду алюмінію підвищують ступінь осадження нецукрів, підвищуючи чистоту соку та зменшуючи його забарвленість, що в решті підвищує вихід цукру, зменшує вихід меляси та вміст цукру в ній. Використання додаткового реагенту, наночастинок гідроксиду алюмінію у водному розчині, сприяє зменшенню витрати вапна на очищення дифузійного соку і, як наслідок цього, знижує витрату карбонатної сировини та палива на її випал. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб очищення дифузійного соку, який передбачає прогресивне тепле попереднє вапнування гідроксидом кальцію вапняного молока із одночасним введенням додаткового реагенту, основне вапнування гідроксидом кальцію вапняного молока, першу карбонізацію, фільтрування, другу карбонізацію та фільтрування, який відрізняється тим, що як додатковий реагент вводять наночастинки гідроксиду алюмінію у водному розчині в кількості 0,0002…0,0004 % Аl(ОН)3 до маси соку. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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