Спосіб очищення клеровки жовтого цукру

Реферат: UA 94897 U UA 94897 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до харчової промисловості, а саме до цукробурякового виробництва, способу очищення густих продуктів. Відомий спосіб очищення жовтого цукру III кристалізації шляхом перекристалізації. [Скорик К.Д. "Промислова кристалізація цукру. Навчальний посібник". - К.: ТОВ "Сталь", 2004. - 202 с.], суть якого полягає в тому, що клеровка жовтого цукру III кристалізації направляється на уварювання утфелю II кристалізації. Недоліком даного способу є повторне повернення нецукрів жовтого цукру на уварювання. Відповідно створюються умови для додаткового впливу високих температур, розкладу нецукрів і сахарози, підвищення виходу меляси і вмісту нецукрів в ній. Найближчим аналогом є спосіб очищення клеровки жовтого цукру [Bugaenko I.F., Ishina E.P., Kazakov Y.N. Method of purifying melter liquor from yellow sugar //Sugar Industrial Abstract. - March / April, 1989, - Vol 51, № 2. - p. 43], який включає вапнування клеровки разом з фільтрованим соком І карбонізації, II карбонізацію до рН 9,0…9,2, фільтрування. Недоліком даного способу є те, що карбонат кальцію, який утворюється в процесі карбонізації вапна до рН 9,0-9,3 не забезпечує достатньо повного видалення високомолекулярних сполук (ВМС) білково-пектинового комплексу та інших нецукрів, що призводить до отримання білого цукру низької якості. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб сорбційного очищення клеровки жовтого цукру, шляхом використання додаткових хімічних реагентів мінеральної і органічної природи з зарядженими функціональними групами, підвищити чистоту клеровки, ступінь коагуляції ВМС, аніонів кислот, солей кальцію, барвних речовин, які визначають якість готової продукції, що дозволить підвищити його вихід. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб очищення клеровки жовтого цукру, що включає вапнування клеровки разом з фільтрованим соком І карбонізації, II карбонізацію, фільтрування, згідно з корисною моделлю, в нефільтрований сік II карбонізації вводять 0,20,3 % фільтроперліту до маси соку, а в фільтрат додають 0,3 % целюлози марки Diacel 150-1 до маси соку. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом полягає в наступному. По-перше, фільтроперліт - порошок вулканічного походження, до його складу входить: SiO265…15 %; ТіО2-0,1…0,5 %; Аl2О3-11…16 %; Fe2O3-0,5…0,6 %; Na2O + К2О - 3…10 %. Механізм адсорбції домішок його поверхнею пов'язаний з дією сил неспецифічної взаємодії (компенсація незбалансованого поверхневого заряду). Фільтрування через шар фільтроперліту покращує фільтрувальні властивості, а також сприяє зняттю пересичення карбонату кальцію, який утворюється на II карбонізації, внаслідок кристалізації СаСО3 на розвинутій поверхні часточок перліту, дозволяє видалити дрібнодисперсну каламуть, отримати прозорий "іскристий" розчин. По-друге, домішки нецукрів цукрового виробництва мають як неорганічну, так і органічну природу. Останні видаляються за рахунок специфічної взаємодії з поверхнею адсорбенту, який має заряджені функціональні групи. Використання як полярного адсорбенту целюлози марки Diacel 150-1, яка має в своєму складі значну кількість функціональних груп на поверхні (гідроксильних, карбоксильних і карбонільних), є адсорбентом змішаного типу, дозволить видаляти як полярно заряджені завислі часточки, так і неполярні домішки, які найбільш активно здатні вклинюватись в кристалічну решітку сахарози під час її кристалізації. Отже, обробка розчину комбінованим мінерально-органічним адсорбентом фільтроперлітом та целюлозою марки Diacel 150-1 призведе до додаткової коагуляції і осадження ВМС, аніонів кислот, мінеральних речовин, барвних речовин та дрібнодисперсної каламуті, що сприятиме підвищенню чистоти та ефекту знебарвлення. Спосіб здійснюють наступним чином. Жовтий цукор клерують фільтрованим соком І карбонізації. Клеровку разом з фільтрованим соком І карбонізації, який надходить на подальше очищення, нагрівають до температури 90 °C і направляють на вапнування перед II карбонізацією за витрат вапна 0,5 % СаО до маси соку. Далі проводять II карбонізацію до рН 9,0…9,2. В нефільтрований сік II карбонізації через дозуючий пристрій додають 0,2…0,3 % фільтроперліту до маси соку і витримують 10…15 хв при перемішуванні. Осад відокремлюють, після чого через дозуючий пристрій додають адсорбент - целюлозу марки Diacel 150-1 у кількості 0,3 % до маси соку з витримуванням протягом 15 хв за температури 80 °C при перемішуванні. Сік фільтрують і направляють на підігрівники перед випарною установкою. 1 UA 94897 U 5 Приклад 1. Жовтий цукор клерують фільтрованим соком І карбонізації. Фільтрований сік І карбонізації, який надходить на подальше очищення, і клеровку жовтого цукру нагрівають до температури 90 °C, направляють на вапнування перед II карбонізацією за витрат вапна 0,5 % СаО до маси соку, а далі проводять II карбонізацію до рН 9,0…9,2. Після проведення II карбонізації сік розливали на 5 стаканів. Для визначення оптимальних витрат фільтроперліту проби 2-5 обробляли реагентом у кількості 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 % до маси соку. Проба 1 була контрольною, фільтроперлітом не оброблялась. Далі проби фільтрували і аналізували. Результати досліджень наведені в табл. 1. і табл. 2. Таблиця 1 Витрати фільтроперліту, % до маси соку Контроль 0,1 0,2 0,3 0,4 Технологічні показники 2+ Вміст солей Са , Чистота, % г на 100 г СР 91,4 0,192 91,8 0,182 92,1 0,144 92,2 0,130 92,1 0,141 рН20 після II карбонізації 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 Забарвленість, од. ICUMSA 551,7 486,2 467,0 443,1 437,7 10 Раціональними витратами фільтроперліту (табл. 1) є витрати 0,3 % фільтроперліту до маси напівпродукту. За таких витрат чистота напівпродукту підвищується на 0,8 од. внаслідок зменшення вмісту солей кальцію на 32,3 %, забарвленості - на 19,7 % порівняно з контрольною пробою. Подальше збільшення витрат фільтроперліту економічно не доцільно. 15 Таблиця 2 Технологічні показники Чистота, % Приріст чистоти, од. 2+ Вміст солей Са , г на 100 г СР Зменшення вмісту солей 2+ Са , % Забарвленість, од. ICUMSA Ефект знебарвлення 20 25 30 Сік І карбонізації + клеровка жовтого цукру Сік І карбонізації + клеровка після вапнування та II карбонізації 90,6 91,4 0,8 Сік І карбонізації + клеровка після вапнування, II карбонізації та + 0,3 % фільтроперліту 92,2 0,8 0,381 0,192 0,130 49,6 65,9 671,8 551,7 443,1 17,9 34,0 Аналіз отриманих даних (табл. 1, 2) показує, що проведення вапно-карбонізаційного очищення клеровки разом з фільтрованим соком І карбонізації з подальшим використанням фільтроперліту як неполярного природного сорбенту в кількості 0,3 % дає можливість суттєво збільшити ступінь осадження солей кальцію - на 65,9 %, ефект знебарвлення - на 34,0 %, за рахунок чого чистота напівпродукту, який надходитиме на випарну установку підвищується на 1,6 од., що дозволить збільшити вихід цукру та покращити його якість. Приклад 2. Проводять вапнування і II карбонізацію фільтрованого соку І карбонізації та клеровки за методикою, описаною в прикладі 1. Після проведення II карбонізації, оброблення нефільтрованого соку фільтроперлітом в кількості 0,3 % до маси соку і відділення осаду, фільтрат розливали на 5 стаканів. Проби 2-5 обробляли целюлозою марки Diacel 150-1 у кількості 0,1 %; 0,2 %; 0,3 %; 0,5 % до маси соку, перемішували протягом 15 хв, фільтрували. Проба 1 була контрольною, целюлозою не оброблялась. В профільтрованих пробах визначали чистоту, забарвленість і вміст високомолекулярних речовин. Результати досліджень наведені в табл. 3. 2 UA 94897 U Таблиця 3 Витрати целюлози, % до маси соку Контроль 0,1 0,2 0,3 0,5 5 10 15 рН20 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 Забарвленість, од. ICUMSA 443,1 321,2 250,1 210,2 200,0 Чистота, % 92,2 93,1 93,6 93,7 93,7 Вміст ВМС, г на 100 г СР 1,3 0,95 0,85 0,60 0,55 Очевидно, що збільшення витрат від 0,1 до 0,5 % целюлози марки Diacel 150-1, яка має в своєму складі значну кількість функціональних груп на поверхні (гідроксильних, карбоксильних і карбонільних), є адсорбентом змішаного типу призводить до інтенсивної адсорбції барвних речовин, високомолекулярних сполук та інших як полярно заряджених так і неполярних домішок, про що свідчить суттєве підвищення чистоти. За витрат целюлози 0,3 % чистота підвищується на 1,5 од., підвищується ефект знебарвлення на 52,6 %, збільшується повнота коагуляції і осадження ВМС на 53,8 %, що сприятиме зменшенню в'язкості сиропу, покращенню кристалізаційної здатності утфелів. Подальше збільшення витрат целюлози економічно не доцільно. Технічний результат полягає в наступному. Спосіб забезпечує додаткове видалення як полярних так і неполярних домішок органічної і мінеральної природи, підвищення чистоти клеровки і соку, сиропу, який надходить на вакуумапарати, що дозволяє підвищити вихід і отримати білий цукор високої якості, конкурентоспроможний на світовому ринку. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб очищення клеровки жовтого цукру, що включає вапнування клеровки разом з фільтрованим соком І карбонізації, II карбонізацію, фільтрування, який відрізняється тим, що в нефільтрований сік II карбонізації вводять 0,2-0,3 % фільтроперліту до маси соку, а в фільтрат додають 0,3 % целюлози марки Diacel 150-1 до маси соку. 25 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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