Спосіб екстракції інгредієнтів з цукрового буряка та пристрій для його здійснення

Номер патенту: 84083

Опубліковано: 10.09.2008

Автори: Арнольд Йохен, Міхельбергер Томас, Шойєр Тімо, Френцель Штефан

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб екстракції інгредієнтів з цукрового буряка, що включає наступні стадії:

(a) подрібнюють цукровий буряк до бурякової стружки у пристрої для подрібнення буряка до бурякової стружки з отриманням сокостружкової суміші,

потім

(b) додають дифузійний сік або воду до отриманої сокостружкової суміші для отримання попередньо обробленої сокостружкової суміші з електропровідністю від 2,6 мСм/см до 10 мСм/см, і

(c) встановлюють насипну щільність бурякової стружки від 400 кг/м3 до 800 кг/м3 у попередньо обробленій сокостружковій суміші в пристрої для електропорації, потім

(d) здійснюють електропорацію отриманої на стадії (с) попередньо обробленої сокостружкової суміші і потім

(e) екстрагують отриману, піддану електропорації сокостружкову суміш в екстракторі.

2. Спосіб за п. 1, причому електропровідність на стадії (b) встановлюють у межах від 2,6 мСм/см до 6,0 мСм/см.

3. Спосіб за п. 1 або 2, причому насипну щільність на стадії (с) встановлюють у межах від 450 кг/м3 до 700 кг/м3.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, причому на стадії (b) і/або одразу ж після стадії (d) у сокостружкову суміш вводять допоміжні речовини, переважно вапно і/або вапняне молоко.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, причому стадію (е) здійснюють при температурі від 0 °С до 65 °С, переважно від 45 °С до 60 °С.

6. Спосіб за будь-яким з пп.1-5, причому стадією (е) є лужна екстракція.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, причому дифузійним соком, що вводиться на стадію (b), є підданий підлуговуванню дифузійний сік.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, причому у попередньо обробленій сокостружковій суміші перед електропорацією встановлюють температуру від 5 °С до 40 °С, переважно від 10°С до 40 °С.

9. Установка для екстракції і отримання інгредієнтів з бурякової стружки, зокрема, за будь-яким з пп. 1-8, що включає щонайменше один пристрій (1) для подрібнення буряка до бурякової стружки, щонайменше один пристрій (3), що іде за ним, для транспортування отриманої сокостружкової суміші, щонайменше один пристрій (5), що іде за ним, для електропорації сокостружкової суміші, щонайменше один пристрій (7), що іде за ним, для подальшого переміщення підданої електропорації сокостружкової суміші і щонайменше один пристрій (9), що іде за ним, для екстракції підданої електропорації сокостружкової суміші,

10. Установка за п. 9, причому установка включає пристрій (15) для підведення дифузійного соку, зокрема підданого підлуговуванню дифузійного соку.

11. Установка за п. 10, причому пристрій (15) для підведення дифузійного соку виконаний так, що він придатний для підведення дифузійного соку або у пристрій (3) для транспортування сокостружкової суміші, або у пристрій (5) для електропорації.

12. Установка за будь-яким з пп. 9-11, причому вона включає щонайменше один дозуючий пристрій для дозування допоміжних речовин.

13. Установка за будь-яким з пп. 9-12, причому пристрій (5) для електропорації виконаний у вигляді шахтного реактора.

Текст

1. Спосіб екстракції інгредієнтів з цукрового буряка, що включає наступні стадії: (a) подрібнюють цукровий буряк до бурякової стружки у пристрої для подрібнення буряка до бурякової стружки з отриманням сокостружкової суміші, потім (b) додають дифузійний сік або воду до отриманої сокостружкової суміші для отримання попередньо обробленої сокостружкової суміші з електропровідністю від 2,6 мСм/см до 10 мСм/см, і (c) встановлюють насипну щільність бурякової стружки від 400 кг/м 3 до 800 кг/м 3 у попередньо обробленій сокостружковій суміші в пристрої для електропорації, потім (d) здійснюють електропорацію отриманої на стадії (с) попередньо обробленої сокостружкової суміші і потім (e) екстрагують отриману, піддану електропорації сокостружкову суміш в екстракторі. 2. Спосіб за п. 1, причому електропровідність на стадії (b) встановлюють у межах від 2,6 мСм/см до 6,0 мСм/см. 3. Спосіб за п. 1 або 2, причому насипну щільність на стадії (с) встановлюють у межах від 450 кг/м 3 до 700 кг/м 3. 2 (19) 1 3 84083 Даний винахід стосується способу поліпшеної екстракції і подальшого отримання інгредієнтів з цукрового буряка (Beta vulgaris), відповідно, свіжої бурякової стружки. З множини різного роду біологічних матеріалів, зокрема, рослинної сировини, такої як плоди, що отримуються в сільському господарстві, як відомо, за допомогою механічних і/або термічних способів отримують цінні інгредієнти. Для того, щоб ці інгредієнти можна було витягувати з біологічного матеріалу, у кожному випадку треба розрізати мембрани клітинного матеріалу, зокрема, рослинних клітин. Це здійснюють, як правило, шляхом механічних силових впливів, таких як розрізання, тертя, пресування тощо. Іншими способами для розрізання клітинних мембран біологічного матеріалу є розрізання клітин термічним шляхом, причому клітинні мембрани за рахунок впливу температури денатуруються, або комбінація термічних способів і механічних способів. Після процесу розрізання розчинні інгредієнти біологічного матеріалу витягують пресуванням, екстрагують за допомогою розчинника, частіше за все води, або, у випадку нерозчинних речовин, вимивають. Такі способи для отримання інгредієнтів з біологічного матеріалу особливо істотні для цукрової промисловості, оскільки у Центральній Європі, як відомо, для отримання цукру (сахарози) цукровий буряк (Beta vulgaris) треба переробляти такими способами, щоб отримувати з неї цукор. При цьому зазвичай вимитий буряк розрізають у звичайних бурякорізках і отриману свіжу бурякову стружку в обшпарювачі бурякової стружки обшпарюють гарячою водою з температурою приблизно 70°С75°С. При цьому клітини буряка піддаються тепловій денатурації, тобто, клітинні стінки руйнуються і завдяки цьому стають проникними для молекул сахарози. У подальшому процесі екстракції, зазвичай за допомогою протитечійної екстракції, при температурах приблизно 68°С-70°С отримують екстракт, що містить сахарозу (дифузійний сік). Для можливості здійснення ефективної екстракції, як відомо, треба додавати значну частку сторонньої води (конденсат). Для оптимізації процесу екстракції і для зниження залишкового вмісту цукру у підданій екстракції свіжій буряковій стружці у відомих способах, по відношенню до кількості свіжої бурякової стружки, зазвичай відкачують приблизно від 105%-110% дифузійного соку. Кількість, що відводиться, розраховують із співвідношення кількості екстракту до використаної кількості буряка. Потім можна здійснювати очищення соку екстракту. Нарівні з необхідною для екстракції значною кількістю сторонньої води, переробка біологічного матеріалу для отримання інгредієнтів також являє собою спосіб, що вимагає великих витрати енергії. Зокрема, руйнування біологічного матеріалу термічним шляхом при звичайних температурах ви ще 70°C вимагає високої витрати енергії. Однак, також для подальшої стадії екстракції значну частку сторонньої води треба нагрівати до температур 4 вище 70°C і при подальшому протіканні процесу необхідно знову випаровувати. Тому, згідно з рівнем техніки, існує необхідність руйнування біологічного матеріалу, зокрема, цукрового буряка, відповідно, клітин цукрового буряка, при незначному енергоспоживанні і зниження, за рахунок використання придатного додаткового способу, кількості води та енергії для отримання інгредієнтів з біологічного матеріалу. Технічною проблемою згідно з даним винаходом є розробка поліпшеного способу екстракції і подальшого отримання інгредієнтів з біологічного матеріалу, а саме, свіжої бурякової стружки, а також пристрою для здійснення поліпшеного способу, причому поліпшений спосіб відрізняється, зокрема, високою ефективністю і рентабельністю при одночасно незначній витраті таких ресурсів, як енергія та вода. Технічна проблема, що лежить в основі даного винаходу, вирішується згідно з винаходом завдяки способу екстракції і при необхідності подальшому отриманню інгредієнтів з цукрового буряка, що включає стадії: (a) подрібнення цукрового буряка до бурякової стружки у пристрої для подрібнення буряка до бурякової стружки з отриманням сокостружкової суміші, потім (b) додавання дифузійного соку або води до отриманої сокостружкової суміші для отримання попередньо обробленої сокостружкової суміші з електропровідністю від 2,6мСм/см до 10мСм/см і (c) встановлення насипної щільності бурякової стружки від 400кг/м 3 до 800кг/м 3 у попередньо обробленій сокостружковій суміші у пристрої для електропорації, потім (d) здійснення електропорації отриманої на стадії (с) попередньо обробленої сокостружкової суміші і потім (е) екстракція отриманої, підданої електропорації сокостружкової суміші в екстракторі, і при необхідності отримання або виділення інгредієнтів з екстракту підданої електропорації сокостружкової суміші. Технічна проблема згідно з даним винаходом також вирішується завдяки установці для екстракції та отримання інгредієнтів з бурякових стр ужок, що включає щонайменше один пристрій для подрібнення буряка до бурякової стружки, щонайменше один пристрій, що іде за ним, для транспортування отриманої сокостружкової суміші, щонайменше один пристрій, що іде за ним, для електропорації сокостружкової суміші, щонайменше один пристрій, що іде за ним, для подальшого переміщення підданої електропорації сокостружкової суміші і щонайменше один пристрій, що іде за ним, для екстракції сокостружкової суміші. Спосіб роботи, що пропонується згідно з винаходом, у разі якого для електропорації використовують середовище з порівняно високою електропровідністю, є, між іншим, несподіваним у тому відношенні, що зазвичай взагалі виходять з того, що створення необхідного для електропорації си 5 84083 льного електричного поля передбачає незначну електропровідність у сокостружковій суспензії. Оскільки при електропорації бурякової стружки протягом короткого періоду часу за рахунок переходів речовин, наприклад, цукру та солей, з бурякової стружки в суспензію виникає висока електропровідність, повинні були виходити з того, що в реактор треба вводити набагато більші кількості сторонньої води, щоб мати можливість протидіяти цьому підвищенню електропровідності. Згідно з винаходом, показано, що електропорація бурякової стружки, зокрема, при встановленні високої насипної щільності бурякової стружки, має перевагу по відношенню до електропорації буряка. Окрім того, електропорація бурякової стружки, на противагу електропорації значно більш великої, більш щільної та нагрітої бурякової сировини, дозволяє підігрівати матеріал, що піддасться електропорації, а саме, бурякову стружку, перед електропорацією. Як правило, холодний в період прибирання буряк, навпаки, не треба нагрівати при прийнятній витраті енергії. Спосіб роботи, що пропонується у винаході, із здійсненням електропорації бурякової стружки вказаним чином тому дозволяє спочатку підігрівати матеріал для електропорації, наприклад, до температур 5°С-40°С, переважно, від 10°С-40°С, так що потім за рахунок більш високих температур матеріалу для електропорації можна здійснювати більш ефективну електропорацію, відповідно, стає можливою електропорація при більш незначних напруженостях поля. Вказане нагрівання матеріалу для електропорації згідно з винаходом можливе тільки у випадку бурякової стружки, у випадку ж буряка, навпаки, неможливе, і призводить до відповідного зменшення напруженостей поля. Винахід тому являє собою особливо ефективний і вимагаючий менших витрат спосіб. Згідно з винаходом передбачається, що на першій стадії способу цукровий буряк подрібнюють до бурякової стружки. Бурякова стружка згідно з даним винаходом являє собою розділений на частини, відповідно, розрізаний на диски буряк. Згідно з винаходом передбачається, що цукровий буряк переробляють, наприклад, в бурякорізці, до бурякової стружки, причому утворюється сокостружкова суміш, яка містить розрізаний буряк, а також клітинний сік, що виділяється. До сокостружкової суміші додають середовище, наприклад, воду, переважно, дифузійний сік, зокрема, підданий підлуговуванню дифузійний сік, наприклад, з лужної екстракції бурякової сировини, зокрема, лужної екстракції свіжої бурякової стружки, причому отримують попередньо оброблену (яка також називається як середовищевмісна) сокостружкову суміш, яка має електропровідність від 2,6мСм/см до 10,0мСм/см. У цій, средовищевмісній сокостружковій суміші, яка переважно знаходиться у пристрої для електропорації, одночасно або безпосередньо після встановлюють насипну щільність бурякової стружки від 400кг/м 3 до 800кг/м 3, причому згідно з винаходом, переважно, у попередньо обробленій сокостружковій суміші з цією встановленою насипною щільністю бурякової стружки немає ніяких включень повітря або є лише дуже незначні. Насипну щіль 6 ність, що використовується згідно з винаходом, переважно можна забезпечувати за рахунок попереднього стиснення, що створюється, наприклад, у приймальному бункері за рахунок стружкового матеріалу, який накопичується. Використання средовищевмісної сокостружкової суміші при дотриманні вищезгаданої насипної щільності бурякової стружки робить можливим подальше, без включення повітря, здійснення електропорації енергетично сприятливим чином. Електропоровану сокостружкову суміш, тобто, сокостружкову суміш, яку піддали електропорації, потім направляють далі для екстракції в екстрактор, і після цього тоді на звичайних стадіях способу можна отримувати інгредієнти, як цукор, наприклад, шляхом випарної кристалізації і/або кристалізації при охолоджуванні. Згідно з іншим переважним варіантом здійснення, винахід стосується вищезгаданого способу, причому додавання середовища та встановлення електропровідності на стадії (b) можна здійснювати також на стадії (с), отже, стадії (b) і (с) співпадають. Точно так само стадію (с) можна здійснювати по часу перед стадією (b). Згідно з особливо переважним варіантом здійснення передбачається, що електропровідність на стадії (b) і/або стадії (с) встановлюють у межах від 2,6мСм/см до 6.0мСм/см. Згідно з наступним переважним варіантом здійснення передбачається, що насипна щільність, що встановлюється на стадії (с), складає від 450кг/м 3 до 700кг/м 3. Згідно з переважним варіантом здійснення передбачається, що бурякову стр ужку або сокостружкову суміш або попередньо оброблену сокостружкову суміш перед електропорацією підігрівають до підвищеної, у порівнянні із зібраним буряком, температури, зокрема, до температури у межах від 5°C до 40°C, переважно, від 10°C до 40°C, особливо переважно, від 15°С до 35°C. Шляхом здійснюваної згідно з винаходом електропорації бурякової стружки особливо переважно розрізаються клітини біологічного матеріалу, отже, бурякової стружки, при використанні імпульсів високої напруги. Тому розрізання цих клітин термічним шляхом не є необхідним для подальшої екстракції. Згідно з даним винаходом, під «біологічним матеріалом» розуміють свіжу бурякову стр ужку (стружку з буряка (Beta vulgaris)). Згідно з даним винаходом, під екстракцією розуміють метод розділення за рахунок видалення розчиненням певних складових частин, зокрема, інгредієнтів, з твердих або рідких сумішей речовин, зокрема, біологічного матеріалу, за допомогою придатних розчинників, причому між розчинником і розчиненою речовиною, тобто, інгредієнтом біологічного матеріалу, не відбувається ніяких хімічних реакцій. При отриманні водорозчинних інгредієнтів, як сахароза, інулін, крохмаль, з біологічного матеріалу переважно використовують воду як екстрагуючий агент, наприклад, при отриманні цукру зі свіжої бурякової стружки. Згідно з одним варіантом, з біологічного матеріалу можна отримувати, додатково або ви 7 84083 ключно, жиророзчинні інгредієнти шляхом використання переважно неполярних і/або органічних розчинників. Згідно з даним винаходом, стадію (d) способу, що пропонується у винаході, а саме, електропорацію біологічного матеріалу, здійснюють в електропровідному середовищі, а саме, у тому, що утворюється під час здійснюваного на стадії (а) подрібнення буряка сокостружкової суміші, відповідно, суспензії, у разі необхідності, при додаванні води або дифузійного соку, переважно, однак, при додаванні підданого підлуговуванню дифузійного соку, причому біологічний матеріал піддають впливу поля високої напруги. Переважно передбачається, що поле високої напруги в біологічному матеріалі створюється саме по собі відомим чином, наприклад, при використанні струмопровідних електродів, шляхом прикладання напруги, зокрема високої напруги. Переважно використовують імпульсний характер високої напруги, однак, також передбачаються періодичні змінні поля і поля постійної напруги. Напруженість поля складає, переважно, від 0,1кВ/см до 20кВ/см, переважно, приблизно 1-5кВ/см, зокрема, 2-4кВ/см. Згідно з особливо переважним варіантом, електропровідність середовища, де знаходиться біологічний матеріал, узгоджують з електропровідністю біологічного матеріалу так, що досягають оптимального характеру ліній поля всередині біологічного матеріалу, переважно, електропровідність складає приблизно 2,6-10,0мСм/см, зокрема, 2,66,0мСм/см. Без обмеження теорією, оскільки за рахунок електропорації вже відбувається розрізання клітин, значно знижується вимога до подальшої екстракції, так що екстракція біологічного матеріалу може відбуватися при значно більш низьких, у порівнянні зі звичайними способами, температурах. Переважний спосіб, що пропонується згідно з винаходом, тому також відрізняється тим, що стадію екстракції (e) здійснюють при значно більш низькій, у порівнянні з рівнем техніки, температурі, тобто, температурі у межах від 0°C до 65°C, зокрема, від 10°C до 65°С, переважно, від 45°C до 60°C, зокрема, від 46°С до 60°C. Само собою зрозуміло, температуру екстракції можна узгоджувати з необхідними вимогами відносно біологічного матеріалу і також вона може бути ще значно нижче або вище, настільки, що можна ще здійснювати екстракцію. За рахунок зниження температури екстракції біологічний матеріал, а саме, бурякову стр ужку, обробляють більш дбайливо, ніж у випадку звичайного способу теплової денатурації. Завдяки цьому, згідно з винаходом, сприятливим чином досягають підвищення пресованості біологічного матеріалу, наприклад, бурякової стружки, приблизно на 2%, у розрахунку на % сухої речовини (TS). Згідно з винаходом, також в одному варіанті здійснення передбачається, що очищений екстракт, зокрема, очищений сік І і очищений сік II, потім концентрують у багатоступінчастій випарній установці до вмісту сухої речовини приблизно 70%. Згідно з винаходом, переважно з екстракту, отриманого з обробленої згідно з винаходом шля 8 хом екстракції бурякової стружки, і/або очищеного соку в багатоступінчастій кристалізаційній установці, отримують цукор. Проекстрагований біологічний матеріал, зокрема, проекстраговану бурякову стр ужку потім ще механічно зневоднюють і, наприклад, змішують з мелясою і, переважно, після гарячого сушіння, направляють у продаж у ви гляді кормового засобу, зокрема, у вигляді кормового гранулята. Згідно з переважним варіантом, екстракцію на стадії (e) здійснюють у вигляді лужної екстракції, зокрема, при використанні підлуговувальних засобів, як вапняне молоко і/або негашене вапно. Під терміном «лужне» у зв'язку з цим розуміють значення рН водного середовища, що складає від рН=7 до приблизно рН=14 (при температурі 20°C). Згідно з переважним варіантом, лужну екстракцію здійснюють у діапазоні значень рН від рН=7,5 до рН=11, зокрема, приблизно при рН=10, наприклад, при рH=10,2. При лужній екстракції не у всіх випадках можуть бути виключені хімічні реакції з біологічним матеріалом, зокрема, може утворюватися частка високомолекулярного пектату кальцію. При відомих температурах екстракції від приблизно 70°C до 75°С ці небажані хімічні реакції при лужній екстракції є такими, які настільки енергійно протікають, що утворюються частково великі кількості пектату кальцію, який істотно ускладнює фільтрацію отриманого, переважно, очищеного шляхом очищення соку екстракту, так що такий спосіб не можна використовувати на практиці. На противагу цьому, при переважній згідно з винаходом лужній екстракції, яку проводять при більш низьких температурах, знижується утворення цих високомолекулярних сполук, завдяки чому при фільтрації очищеного екстракту, зокрема, отриманого при екстракції цукрового буряка, шляхом очищення соку, очищеного соку І і/або очищеного соку II, досягають коефіцієнта фільтрації менше ніж 1мм/м,: Підлуговування біологічного матеріалу, отже, бурякової стружки, наприклад, шляхом введення вапняного молока, гідроксиду кальцію, сахарату кальцію або негашеного вапна, здійснюють, переважно, вже безпосередньо після електропорації (стадія (d)), наприклад, у проміжному бункері, перед подальшою переробкою біологічного матеріалу. Згідно з подальшим варіантом, підлуговування здійснюють безпосередньо перед проведенням екстракції (стадія (e)). Згідно з переважним варіантом здійснення винаходу, підлуговування біологічного матеріалу, отже, бурякової стружки, шляхом додавання підлуговувального засобу здійснюють прямо у бурякорізці, тобто, пристрої для подрібнення буряка, отже, на стадії (а), і/або після на стадії (b) і/або на стадії (с). Це являє собою перевагу в тому, що біологічний матеріал піддається частковій дезінфекції. Згідно з винаходом, біологічний матеріал підлуговують шляхом введення, переважно, напилювання водних розчинів. Згідно з іншим варіантом, для підлуговування біологічного матеріалу у способі вводять щонайменше одну речовину лужного характеру, зокрема, вапно, таке як негашене вапно, у вигляді твердої речовини, переважно, у по 9 84083 рошковій формі. За рахунок підлуговування біологічного матеріалу, під час переробки досягають зменшення небезпеки інфекції біологічного матеріалу та підвищення мікробіологічної стабільності біологічного матеріалу та відділеного клітинного соку. Мікробіологічна стабільність при цьому складає приблизно 104КВЕ/мл. Згідно з подальшим переважним варіантом у способі, що пропонується згідно з винаходом, наприклад, на стадії (a), (b), (c), (d) і/або (є), у біологічний матеріал вводять щонайменше одну допоміжну речовину. У зв'язку з даним винаходом, під «допоміжною речовиною» розуміють композицію або хімічно чисту речовину, яка в отриманому інгредієнті, переважно, отриманому харчовому продукті, не має ніякої функції. Це - виробнича сировина, як конденсат, однак також технологічна вода, розчинник, дезінфікуючий засіб, як формальдегід, або антиспінювач. Переважно, це також допоміжні засоби для флокуляції, як катіонні або аніонні допоміжні засоби для флокуляції, речовини для підлуговування і/або для введення іонів кальцію, як вапняне молоко, негашене вапно, гідроксид кальцію, сахарат кальцію, сульфат кальцію та інші солі кальцію і/або солі алюмінію. Переважно, щонайменше одну допоміжну речовину, що вводиться згідно з винаходом, зазвичай вводять у біологічний матеріал, переважно, напилюють на нього, у вигляді розчину. Згідно з іншим варіантом, щонайменше одну допоміжну речовину вносять у вигляді твердої речовини, переважно, у порошковій формі. Особливо переважно, шляхом електропорації біологічного матеріалу, що пропонується згідно з винаходом на стадії (d), розрізаються клітинні стінки клітин буряка, що полегшує підлуговування біологічного матеріалу і/або введення іонів кальцію в нього. Зокрема, за рахунок переважної згідно з винаходом комбінації електропорації на стадії (d) і, зокрема, лужної, екстракції на стадії (e) приходять до подальшого підвищення зневоднюваності біологічного матеріалу після закінчення способу, що пропонується у винаході, наприклад, за рахунок пресування, аж до приблизно на 8%, з розрахунку на вміст сухої речовини (% TS). Переважним об'єктом даного винаходу тому є також спосіб підвищення пресованості проекстрагованого біологічного матеріалу, зокрема, бурякової стр ужки, і разом з тим частки сухої речовини, що досягається при пресуванні, яка відрізняється тим, що на першій стадії здійснюють електропорацію біологічного матеріалу, зокрема, бурякової стружки, згідно з вищезгаданими стадіями способу (b), (с) і (d), і на подальшій стадії здійснюють лужну екстракцію підданого електропорації біологічного матеріалу, зокрема, підданої електропорації бурякової стружки, і потім отримують проекстрагований біологічний матеріал з підвищеною пресованістю. Іншим переважним об'єктом даного винаходу тому є також спосіб отримання проекстрагованого біологічного матеріалу, зокрема, проекстрагованої бурякової стружки з високою часткою сухої речовини, переважно, приблизно 38% сухої речовини, що включає стадії: (a) подрібнення цукрового буряка до бурякової 10 стружки у пристрої для подрібнення буряка до свіжої бурякової стружки з отриманням сокостружкової суміші, потім (b) додавання дифузійного соку або води до отриманої сокостружкової суміші для отримання попередньо обробленої сокостружкової суміші з електропровідністю від 2,6мСм/см до 10мСм/см, і, одночасне або послідовне, (c) встановлення насипної щільності бурякової стружки від 400кг/м 3 до 800кг/м 3 у попередньо обробленій сокостружковій суміші у пристрої для електропорації, потім (d) здійснення електропорації отриманої на стадії (с) попередньо обробленої сокостружкової суміші і потім (e) екстракція отриманої, підданої електропорації сокостружкової суміші в екстракторі, причому на наступній стадії підданий електропорації біологічний матеріал, зокрема, піддану електропорації бурякову стр ужку, переважно, само по собі відомим чином пресують і потім отримують проекстрагований біологічний матеріал з високим вмістом сухої речовини. Об'єктом даного винаходу тому є також установка для екстракції і отримання інгредієнтів з біологічного матеріалу, яку використовують для здійснення способу, що пропонується згідно з винаходом. Згідно з винаходом, ця установка для екстракції та отримання інгредієнтів з бурякової стружки включає щонайменше один пристрій для подрібнення буряка до бурякової стружки, щонайменше один пристрій, що іде за ним, для транспортування отриманої сокостружкової суміші, щонайменше один пристрій, що іде за ним, для електропорації сокостружкової суміші, щонайменше один пристрій, що іде за ним, для подальшого переміщення підданої електропорації сокостружкової суміші і, щонайменше один пристрій, що іде за ним, для екстракції сокостружкової суміші. Винахід стосується, згідно з іншим переважним варіантом здійснення, вищезгаданої установки, причому ця установка також включає пристрій для підведення дифузійного соку, зокрема, підданого підлуговуванню дифузійного соку. Згідно з особливо переважним варіантом здійснення, цей пристрій для підведення дифузійного соку виконаний у вигляді трубопроводу між екстрактором, отже, пристроєм для екстракції сокостружкової суміші, і пристроєм для електропорації. Також може бути передбачено, що пристрій для підведення дифузійного соку, зокрема, підданого підлуговуванню дифузійного соку, виконаний у вигляді трубопроводу між екстрактором і пристроєм для подрібнення цукрового буряка або подальшим транспортувальним пристроєм для отриманої сокостружкової суміші. Установка для екстракції, що пропонується згідно з винаходом, і подальшого отримання інгредієнтів з бурякової стружки відрізняється особливо незначними витратами на конструювання відносно реактора для електропорації буряка. Витрати на конструювання реактора для електропорації буряка є значними, оскільки, зокрема, повинен бути піднятий наявний бункер для буряка, реактор для електропорації повинен бути встановлений між 11 84083 бункером для буряка та бурякорізкою, і повинні бути споруджені окремі бункери-збірники для кожної бурякорізки, а також треба здійснювати транспортування підданої електропорації та нарізаної бурякової стружки через шнеки до приймальної утфелемішалки (пристрій для екстракції). Згідно з винаходом, на противагу цьому передбачається, що електропорацію бурякової стружки здійснюють за рахунок інтеграції реактора для електропорації між стрічковим конвеєром для бурякової стружки та бурякорізкою. Згідно з особливо переважним варіантом здійснення даного винаходу передбачається, що вбудовування реактора для електропорації здійснюють у звичайний приймальний бункер у напрямку від стрічкового транспортера для бурякової стружки до бурякорізки. Згідно з переважним варіантом здійснення, пристроєм, що пропонується згідно з винаходом, для подрібнення буряка до бурякової стружки є шатківниця, тобто, бурякорізка, переважно, барабанна овочерізка, яка розташована на шляху транспортування буряка. Згідно з одним варіантом, шатківниця забезпечена проміжним бункером для прийому буряка, в якому за рахунок штабелювання біологічного матеріалу первинно підготовлюється необхідне положення для його подрібнення. Згідно з винаходом, екстрактором переважно є колонний дифузійний апарат. Згідно з одним варіантом, екстрактором є шнековий екстрактор, як дифузійна установка DDS. Згідно з іншим варіантом, екстрактором є секційний барабанний екстрактор, як дифузійний барабанний апарат PT. Згідно з переважним варіантом здійснення пристрою, що пропонується у винаході, додатково передбачається щонайменше один дозуючий пристрій для введення допоміжних речовин і/або підлуговувальних засобів. Цей дозуючий пристрій містить, згідно з одним варіантом, щонайменше один пульпопровід, щонайменше, з однією, пов'язаною з ним сопловою головкою для розбризкування розчинів допоміжних речовин і/або підлуговувальних засобів, як вапняне молоко, на біологічний матеріал. Згідно з іншим варіантом, щонайменше одним дозуючим пристроєм є пристрій, який служить для введення твердих речовин, переважно, порошкоподібних середовищ, зокрема, таким пристроєм є пневматичний дозатор і/або спіральний транспортер. Переважно, дозуючий пристрій розташований у ділянці дозування транспортуючого пристрою для сокостружкової суміші. Згідно з одним варіантом, дозуючий пристрій розташований у ділянці дозування проміжного бункера. Згідно з іншим варіантом, дозуючий пристрій розташований у ділянці дозування резервуара для мезги, отже, до або на екстракторі. У зв'язку з цим, під позначенням «ділянка дозування» розуміють такий точно визначений простір, з якого через вибраний дозуючий пристрій в, або відповідно, на біологічний матеріал вводять, відповідно, наносять матеріал, що дозується, тобто, вищезгадані допоміжні речовини, підлуговувальні засоби і т. д. Інші переважні варіанти здійснення виходять із 12 залежних пунктів формули винаходу. Пристрій, що пропонується згідно з винаходом, детальніше пояснюється за допомогою фігури: на фігурі представлене схематичне зображення переважного варіанту пристрою, що пропонується згідно з винаходом. Винахід пояснюється детальніше за допомогою наступного прикладу: Приклад Лужна екстракція підданої електропорації бурякової сировини З проміжного бункера (11) для буряка буряк переводять у пристрій (1) для подрібнення буряка до бурякової стружки. Сокостружкову суміш, що утворилася під час подрібнення, через пристрій (3) для транспортування отриманої сокостружкової суміші (стрічковий транспортер для бурякової стружки) направляють у приймальний бункер (13), в який вбудований пристрій (5) для електропорації. Піддана електропорації сокостружкова суміш виходить з пристрою (5) для електропорації і через пристрій (7) для подальшого переміщення підданої електропорації сокостружкової суміші потрапляє у пристрій (9) для екстракції сокостружкової суміші. З відводу з цього пристрою (9) виходить трубопровід (15) для підведення отриманого з пристрою (9) для екстракції, підданого підлуговуванню дифузійного соку в пристрій (5) для електропорації, відповідно, у приймальний бункер (13), в який вбудований пристрій для електропорації. Спосіб роботи, що пропонується згідно з винаходом, представляється таким чином: Безпосередньо зібраний або такий цукровий буряк, що знаходився на зберіганні, миють, у разі необхідність нагрівають до температури приблизно 12°C і потім, можливо також у крупно нарізаній формі, транспортують у проміжний бункер (11) безпосередньо над бурякорізкою (1), звідки він потрапляє у різальний механізм (1), подрібнюють до бурякової стружки і потім через передавальний бункер направляють у пристрій (3) для транспортування отриманої при цьому сокостружкової суміші. Для зменшення мікробіологічної активності в проміжний бункер дозують вапняне молоко. Пристрій (3) для транспортування отриманої сокостружкової суміші, який також називається як стрічковий транспортер для бурякової стружки, транспортує цю суміш до приймального бункера (13), в який вбудований пристрій (5) для електропорації. У пристрої (15) для електропорації шляхом додавання підданого підлуговуванню дифузійного соку з трубопроводу, який входить у приймальний бункер (13) і по якому подають підданий підлуговуванню дифузійний сік з пристрою (9) для екстракції, готують сокостружкову суміш, що не містить включень повітря, яка містить середовище з електропровідністю 5мСм/см. Приймальний бункер (13) по своїй висоті виконаний так, що в реакторі (5) для електропорації досягається насипна щільність 520кг/м 3, причому у таким чином «стисненій» сокостружковій суміші більше немає ніяких включень або бульбашок повітря. У пристрої для електропорації тепер використовують імпульси високої напруги від 3кВ/см до 4кВ/см, причому клітинні стінки самі по собі відомим чином 13 84083 розрізаються. Бурякову стружку, що транспортується потім через пристрій (7) для подальшого переміщення, і буряковий сік направляють, у разі необхідності, через не представлений окремо резервуар для жому, в установку (9) для протитечійної екстракції, у ній здійснюють екстракцію і вловлюють екстракт. Температура екстракції складає 46-60°C; переважно вибирають температуру чітко вище 46°С, однак, максимально 60°C. Екстрактором є колонний дифузійний апарат, шнековий екстрактор, відповідно, секційний барабанний екстрактор. В екстракторі екстрагують бурякову стружку протитечією до екстрагуючого агента, а саме, до свіжої води. Одразу ж після цього, здійснюють не представлене очищення соку вапняним молоком і діоксидом вуглецю. Об'єднаний екстракт (очищений сік І і очищений сік II) звичайним чином обробляють далі, тобто, після концентрування соку до сиропу, у кристалізаторах шляхом подальшого випарювання та послідовної кристалізації отримують цукор. Відділений осад карбонату кальцію звичайним чином зневоднюють при використанні не предста Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 14 влених фільтрпресів і випускають у продаж як добриво, так званий сипкий осад карбонату кальцію. До отриманого клітинного соку після попереднього підлуговування додають допоміжний засіб для флокулювання. Сік, що транспортується,потім подають у звичайний статичний декантатор. Згущену фракцію виводять з декантатора і подають в установку для переддефекації паралельно здійснюваної обробки екстракту. Освітлен у фракцію з декантатора, навпаки, подають для її подальшого використання, яке включає об'єднання з очищеним соком з процесу обробки екстракту. Паралельно цьому, екстракт, що ви ходить, піддають звичайному очищенню соку. Проекстраговану бурякову стр ужку піддають пресуванню в не представлених гвинтових пресах. Віджату жомопресову воду рециркулюють в екстрактор. Пресований жом звичайним чином термічно зневоднюють, тобто, у низькотемпературних сушарках, високотемпературних сушарках, відповідно, випарних сушарках. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for extraction of ingredients from sugar beet and apparatus for implementation thereof

Автори англійською

ARNOLD JOCHEN, FRENZEL STEFAN, MICHELBERGER THOMAS, SCHEUER TIMO

Назва патенту російською

Способ экстракции ингредиентов из сахарной свеклы и устройство для его осуществления

Автори російською

Арнольд Йохен, Френцель Штефан, Михельбергер Томас, Шойер Тимо

МПК / Мітки

МПК: C13D 1/08, A23N 1/00

Мітки: спосіб, екстракції, інгредієнтів, пристрій, буряка, цукрового, здійснення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-84083-sposib-ekstrakci-ingrediehntiv-z-cukrovogo-buryaka-ta-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб екстракції інгредієнтів з цукрового буряка та пристрій для його здійснення</a>

Подібні патенти