Спосіб очищення дифузійного соку, отриманого з буряків погіршеної якості

Реферат: Спосіб очищення дифузійного соку, отриманого з буряків погіршеної якості включає механічне очищення від мезги, попередню дефекацію гідроксидом кальцію, основну дефекацію гідроксидом кальцію, першу сатурацію, фільтрування, другу сатурацію та фільтрування. Дифузійний сік перед попередньою дефекацією додатково обробляють диспергованою 3 озоноповітряною сумішшю з концентрацією озону в ній 50-100 мг/дм протягом 20-60 секунд при температурі дифузійного соку 60-70 °C. UA 115246 U (12) UA 115246 U UA 115246 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до харчової промисловості, а саме до цукробурякового виробництва і може бути використана при переробці цукрових буряків з погіршеними технологічними показниками. В цукровому виробництві має місце співвідношення ряду факторів, які негативно впливають на якість цукрових буряків: погодні умови, ураження хворобами, механічні пошкодження під час збирання врожаю, транспортування і складання в кагати, підмерзання з подальшим відтаванням, розвиток мікробіологічних процесів і т.п., які призводять до його псування. Як наслідок, знижуються якісні показники продуктів переробки, підвищується вміст редукуючих, азотистих і розчинних пектинових речовин, утворюються і накопичуються декстрини, колоїди, підвищується в'язкість розчинів (внаслідок утворення полісахаридів декстрану і левану), виникають утруднення в технологічному процесі, які проявляються в піноутворенні продуктів переробки, знижується швидкість відстоювання і фільтрації, уповільнюється уварювання і фугування утфелів, підвищується кольоровість готового продукту, збільшуються втрати цукру. Відомий спосіб очистки соку, який передбачає очищення соку на гарячій дефекації повітрям. Реакція з киснем повітря протікає на границі фаз сік-повітря. Для прискорення реакції повітря диспергують в сік. Спосіб оснований на тому, що розклад інвертного цукру в сильно лужному середовищі в присутності кисню повітря проходить з утворенням меншої кількості карбонільних груп (Шивек X. Розклад інвертного цукру під час очистки соку при наявності кисню повітря. "Zucker", № 12, 1975, с. 670-674). Недоліком даного способу є те, що утворена кількість карбонільних груп при наявності амінокислот і пептидів здатна давати сильно забарвлені з'єднання. Найближчим аналогом до запропонованої корисної моделі вибрано спосіб очистки дифузійного соку, що включає механічне відділення мезги, попередню дефекацію шляхом обробки гідроксидом кальцію в кількості 0,2…0,3 % СаО до маси буряків, повернення 20…30 % суспензії осаду соку І сатурації або всієї суспензії осаду соку II сатурації. Переддефекований сік надходить на перший ступінь основної дефекації, де змішується з гідроксидом кальцію у кількості 1,5…2,0 % СаО до маси буряків. Після цього сік надходить в апарат I сатурації, де обробляється вуглекислотою до рН 11,0-11,2. Після відділення дефекосатураційного осаду сік обробляється гідроксидом кальцію в кількості 0,4…0,6 % СаО до маси буряків та надходить на II сатурацію, де обробляється вуглекислотою до рН 9,2-9,3. Одержаний сік фільтрують, внаслідок чого одержують очищений сік. [А.Р. Сапронов, Технология сахарного производства.-М: Агропромиздат, 1986, с. 223-224]. Недоліком цього способу є неповна коагуляція речовин колоїдної дисперсності в умовах переддефекації та часткове руйнування зкоагульованих агрегатів в умовах основної дефекації. Окрім того, значні труднощі виникають у разі перероблення буряків погіршеної якості, з вмістом декстрану. Зокрема, погіршуються фільтраційно-седиментаційні показники соку І сатурації, а також технологічні показники соку II сатурації. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення в'язкості дифузійного соку шляхом розщеплення полімерної структури декстрану, зниження кольоровості очищеного соку та підвищення ефекту очистки соку за рахунок пропускання через дифузійний сік диспергованої 3 озоноповітряної суміші з концентрацією озону в ній 50-100 мг/дм . Поставлена задача вирішується тим, що спосіб очищення дифузійного соку включає механічне очищення від мезги, попередню дефекацію гідроксидом кальцію, основну дефекацію гідроксидом кальцію, першу сатурацію, фільтрування, другу сатурацію та фільтрування, згідно з корисною моделлю, дифузійний сік перед попередньою дефекацією обробляють 3 диспергованою озоноповітряною сумішшю з концентрацією озону в ній 50-100 мг/дм протягом 20-60 секунд при температурі дифузійного соку 60-70 °C. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Пропонується при очищенні дифузійного соку з метою зменшення в'язкості дифузійного соку, зменшення кольоровості соків та підвищення якості і виходу цукру 3 використовувати дисперговану озоноповітряну суміш з концентрацією озону в ній 50-100 мг/дм для обробки дифузійного соку перед попередньою дефекацією. Озон характеризується великою надлишковою енергією молекули (24 ккал/моль). Він вступає в реакції з речовинами різної хімічної природи: аміноз'єднаннями, поліфенолами, речовинами з ароматичними групами та іншими, що супроводжується розривом їх вуглеводних ланцюгів. Озонування призводить до деструкції таких високомолекулярних з'єднань як декстрану і левану, що сприяє зниженню фільтраційного коефіцієнта. При взаємодії озону з редукуючими речовинами відбувається їх розклад до сталих безбарвних з'єднань - органічних кислот та альдегідів. Продукти розкладу адсорбуються на карбонаті кальцію, при цьому знижується кольоровість і підвищується ефективність видалення нецукрів в процесі очистки дифузійного соку. 1 UA 115246 U 5 10 15 20 25 Наслідком є: по-перше, завдяки озонуванню дифузійного соку відбувається розклад високомолекулярних сполук до безбарвних з'єднань, що сприяє зменшенню кольоровості та підвищенню чистоти очищеного соку і виходу цукру; по-друге, покращення фільтраційноседиментаційних властивостей осаду, що надзвичайно актуально у разі перероблення буряків погіршеної якості, з підвищеним вмістом декстрану. Спосіб здійснюється наступним чином. Дифузійний сік надходить у мезгоуловлювач для очищення від мезги. Після цього сік з температурою 60-70 °C обробляється диспергованою 3 озоноповітряною сумішшю з концентрацією озону в ній 50-100 мг/дм протягом 20-60 секунд, після чого дифузійний сік надходить у апарат прогресивної переддефекації. Як лужний реагент використовують гідроксид кальцію в кількості 0,2…0,3 % СаО до маси буряків. На виході з переддефекатора сік має рН20 11,0…11,2. У переддефекований сік вводять 1,2…1,8 % СаО до маси буряків для забезпечення розкладання редукувальних речовин та амідів в апараті основної дефекації. З дефекатора сік надходить до апарата першої сатурації, де обробляється сатураційним газом (вуглекислотою) до лужності 0,1 % СаО. Після фільтрування сік І сатурації обробляють сатураційним газом на другій сатурації до лужності 0,02…0,03 % СаО та фільтрують. Приклади здійснення способу. Приклад 1. Вихідний дифузійний сік (після видалення мезги) з чистотою 76 %, з вмістом декстрану 480 мг/л, температурою 65 °C, ділили на 5 порцій, обробляли диспергованою 3 озоноповітряною сумішшю з концентрацією озону в ній 25-150 мг/дм протягом 40 секунд, після чого обробляли СаО для проведення попередньої дефекації при загальній витраті вапна 0,25 %, додавали 1,8 % СаО до маси соку та нагрівали до 85 °C для проведення процесу основної дефекації. Послідовно проводили першу сатурацію до лужності 0,1 % СаО, фільтрували, обробляли СаО у кількості 0,5 % до маси соку та вуглекислим газом до лужності 0,03 % СаО, що відповідає вимогам до соку другої сатурації, фільтрували та аналізували. Результати аналізів наведені у таблиці 1. Таблиця 1 № Чистота Вміст Витрата Вміст Швидкість Чистота Забарвленість, Ефект прикладу озованого декстрану в озону, декстрану в відстоювання очищеного од. опт. густ. очищення дифузійного дифузійному мг/дм3 дифузійному осаду соку I соку, % ICUMSA соку, % соку, % соку до соку після сатурації, S5, озонування, озонування, см/хв. мг/дм3 мг/дм3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 480 0,64 80 656 20,8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 77 480 25 448 0,72 81 423 25,7 3 4 77,8 78 480 480 50 75 287 194 0,96 1,16 82,4 83,2 328 274 32,4 36 5 79,4 480 100 126 1,4 84 224 39,7 6 30 76 80,6 480 150 83 1,82 84,4 184 41,4 Висновки 10 Контрольна проба (дифузійний сік з декстраном без обробки) 10 Незначне підвищення ефекту очищення соку Високий ефект очищення соку Подальше збільшення витрат економічно недоцільно. Так як підвищення ефекту очищення не значне Таким чином, використання для обробки дифузійного соку диспергованої озоноповітряної 3 суміші з концентрацією озону в ній 50-100 мг/дм дозволяє знизити вміст декстрану та досягти кращі результати як з точки зору чистоти соку 2 сатурації, так кольоровості і швидкості відстоювання осаду соку І сатурації. 2 UA 115246 U 5 Приклад 2. Вихідний дифузійний сік (після видалення мезги) з чистотою 76 %, з вмістом декстрану 480 мг/л, температурою 65 °C, ділили на 5 порцій, обробляли диспергованою 3 озоноповітряною сумішшю з концентрацією озону в ній 50 мг/дм протягом 10-100 секунд, після чого обробляли СаО для проведення попередньої дефекації при загальній витраті вапна 0,25 %, додавали 1,8 % СаО до маси соку та нагрівали до 85 °C для проведення процесу основної дефекації. Послідовно проводили першу сатурацію до лужності 0,1 % СаО, фільтрували, обробляли СаО у кількості 0,5 % до маси соку та вуглекислим газом до лужності 0,03 % СаО, що відповідає вимогам до соку другої сатурації, фільтрували та аналізували. Результати аналізів наведені у таблиці 2. 10 Таблиця 2 № Чистота Вміст Тривалість Вміст Швидкість Чистота Забарвленість, Ефект Висновки прикладу озованого декстрану в обробки, декстрану в відстоювання очищеного од. опт. густ. очищення дифузійного дифузійному сек. дифузійному осаду соку I соку, % ICUMSA соку, % соку, % соку до соку після сатурації, S5, озонування, озонування, см/хв. мг/дм3 мг/дм3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Контрольна проба (дифузійний 1 76 480 0,64 80 656 20,8 сік з декстраном без обробки озоном) Незначне підвищення 2 76,8 480 10 453 0,78 80,9 420 25,2 ефекту очищення соку 3 77,4 480 20 312 0,83 81,2 368 26,7 Високий ефект 4 77,8 480 40 287 0,96 82,4 338 32,4 очищення 5 78,6 480 60 206 1,26 82,8 220 34,2 соку Подальше збільшення часу обробки економічно 6 79,3 480 100 184 1,36 83 136 35,2 недоцільно. Так як підвищення ефекту очищення незначне 15 20 25 Таким чином, оптимальною тривалістю обробки дифузійного соку диспергованою 3 озоноповітряною сумішшю з концентрацією озону в ній 50 мг/дм по технологічних показниках якості очищенного соку є 20-60 сек. Подальше збільшення часу обробки з точки зору приросту підвищення чистоти очищеного соку, зменшення його кольоровості, покращення фільтраційноседиментаційних властивостей осаду економічно недоцільно. Приклад 3. Вихідний дифузійний сік (після видалення мезги) з чистотою 76 %, з вмістом декстрану 480 мг/л, ділили на 5 порцій, обробляли диспергованою озоноповітряною сумішшю з 3 концентрацією озону в ній 50 мг/дм при температурі дифузійного соку 55-75 °C протягом 40 секунд, після чого обробляли СаО для проведення попередньої дефекації при загальній витраті вапна 0,25 %, додавали 1,8 % СаО до маси соку та нагрівали до 85 °C для проведення процесу основної дефекації. Послідовно проводили першу сатурацію до лужності 0,1 % СаО, фільтрували, обробляли СаО у кількості 0,5 % до маси соку та вуглекислим газом до лужності 0,03 % СаО, що відповідає вимогам до соку другої сатурації, фільтрували та аналізували. Результати аналізів наведені у таблиці 3. 3 UA 115246 U Таблиця Вміст Вміст Швидкість Чистота декстрану в Температура декстрану в відстоювання Чистота Забарвленість, Ефект № озованого дифузійному обробки дифузійному осаду соку I очищеного од. опт. густ. очищення Висновки дифузійного соку після прикладу дифузійного соку до сатурації, S5, соку, % ICUMSA соку, % соку, % озонування, соку, С озонування, см/хв мг/дм3 мг/дм3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Контрольна проба (дифузійний 1 76 480 0,64 80 656 20,8 сік з декстраном без обробки озоном) Незначне підвищення 2 76,8 480 55 310 0,85 81,5 320 28,2 ефекту очищення соку 3 77,4 480 60 292 0,92 82 268 30,5 Високий ефект 4 77,8 480 65 287 0,96 82,4 238 32,4 очищення 5 78,6 480 70 262 1,06 82,8 220 34,2 соку Подальше підвищення температури обробки економічно 6 79,3 480 75 258 1,12 82,9 216 34,7 недоцільно. Так як підвищення ефекту очищення незначне 5 10 15 Таким чином, використання для обробки дифузійного соку диспергованої озоноповітряної 3 суміші з концентрацією озону в ній 50 мг/дм дозволяє досягти зниження вмісту декстрану та найкращих результатів як з точки зору чистоти соку 2 сатурації, так кольоровості і швидкості відстоювання осаду соку І сатурації при температурі дифузійного соку 60-70 °C. Проведення процесу озонування при температурі нижче 55 °C забезпечує незначне підвищення ефекту очищення соку, а подальше підвищення температури обробки вище 75 °C економічно недоцільно, оскільки підвищення ефекту очищення соку незначне. Технічний результат полягає в наступному. По-перше, завдяки озонуванню дифузійного соку відбувається розклад високомолекулярних сполук до безбарвних з'єднань, завдяки чому кольоровість зменшується в 3 рази порівняно з контрольним дифузійним соком без обробки озоном, по-друге, підвищується чистота очищеного соку, так ефект очищення соку при витраті озону 100 мг/л досягає 39,7 %; по-третє, покращуються фільтраційно-седиментаційні властивості осаду, таким чином швидкість відстоювання осаду соку І сатурації за 5 хв. зростає в 2,2 разу, порівняно з контролем. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб очищення дифузійного соку, отриманого з буряків погіршеної якості, що включає механічне очищення від мезги, попередню дефекацію гідроксидом кальцію, основну дефекацію гідроксидом кальцію, першу сатурацію, фільтрування, другу сатурацію та фільтрування, який відрізняється тим, що дифузійний сік перед попередньою дефекацією додатково обробляють 3 диспергованою озоноповітряною сумішшю з концентрацією озону в ній 50-100 мг/дм протягом 20-60 секунд при температурі дифузійного соку 60-70 °C. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4