способ очистки диффузионного сока

Формула изобретения

Способ очистки диффузионного сока, предусматривающий прогрессивную преддефекацию сока в преддефекаторе до рН 10,2 - 11,4, отвод преддефекованного сока, отбор его части, промежуточное сатурирование отобранного сока до рН 7,5 - 8,5, его возврат в соответствующую зону преддефекатора, холодную дефекацию до рН 11,5 - 12,5, нагрев до 85 - 90^oC, горячую дефекацию, сатурацию и фильтрацию сока, отличающийся тем, что промежуточную сатурацию отобранного сока проводят сатурационным газом, насыщенным водяным паром до величины равновесного парциального давления пара, причем перед горячей дефекацией сок подвергают деаммонизации путем барботирования паром, нагретым на 2 - 6^oC ниже температуры преддефекованного сока до полного удаления аммиака.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессу очистки диффузионного сока известью и сатурационным газом в свеклосахарном производстве.

Известен способ очистки диффузионного сока, предусматривающий его преддефекацию до pH 10.2-11.4 с возвратом суспензии осадка сока I и II сатурации, холодную дефекацию, нагрев, горячую дефекацию, сатурацию и фильтрацию сока [А.Р. Сапронов.- Технология сахара.- Москва, 1998 г.].

Недостатком способа является недостаточно эффективная дегидратация частиц карбоната кальция, возвращаемого на преддефекацию с суспензией осадка сока I или II сатурации, при этом образуется осадок неоднородной структуры, что ухудшает фильтрационно-седиментационные свойства преддефекованного сока, особенно при переработке свеклы длительного хранения, и в целом отрицательно отражается на работе сокоочистительного отделения и качестве очистки соков.

Наиболее близким аналогом является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий прогрессивную преддефекацию сока в преддефекаторе до pH 10.2-11.4, отбор из него части сока с pH 10.2-11.4, промежуточное сатурирование отобранной части сока до pH 7.5-8.5, его возврат в соответствующую зону преддефекатора, холодную дефекацию до pH 11.5-12.5, нагрев до температуры 85-90^oC, горячую дефекацию, сатурацию и фильтрацию сока [А.А. Славянский, А. М. Гаврилов, Л.Л. Клименко, В.И. Купреева. Усовершенствование преддефекационной обработки диффузионного сока. -Сахарная промышленность, 1996.-N 1.-с. 17-20].

Способ обеспечивает улучшение качества сока за счет более полного осаждения несахаров и улучшения фильтрационно-седиментационных свойств сока. Этот эффект объясняется промежуточным сатурированием преддефекованного сока до pH 7,5-8,5 и его многократной рециркуляцией с подщелачиванием в преддефекаторе. Преддефекация сока в этом режиме увеличивает не только полноту осаждения, но и улучшает структуру образующегося осадка. Это объясняется тем, что при снижении щелочности в процессе сатурирования преддефекованного сока до pH 7,5-8,5 его твердая фаза растворяется и дегидратируется. При восстановлении щелочности сока в преддефекаторе равновесие сдвигается в сторону образования коагулята, но структура геля уже полностью не восстанавливается. Поэтому образовавшийся в данных условиях осадок менее растворим в среде с высокой щелочностью. Но этот способ не позволяет полностью удалить аммиак в ходе очистки диффузионного сока. Аммиак, выделяющийся при разложении амидов и солей аммония в очищаемом соке, существенно интенсифицирует накопление в нем красящих веществ. На дефекации под действием щелочи и температуры интенсивно разлагаются редуцирующие вещества, которые являются основным источником реакций образования красящих веществ. Особенно активно идет реакция продуктов распада редуцирующих веществ с аммиаком. Эти реакции усиливаются при выпаривании сока, уваривании утфеля, когда не удаленный своевременно аммиак и его соединения, вступают в реакции образования красящих веществ.

Достигаемым техническим результатом заявленного способа является повышение эффекта очистки диффузионного сока, улучшение его качественных показателей и снижение потерь сахара в сокоочистительном отделении.

Этот результат достигается тем, что в способе очистки диффузионного сока, предусматривающем прогрессивную преддефекацию сока в преддефекаторе до pH 10.2-11.4, отвод преддефекованного, отбор его части, промежуточное сатурирование отобранного сока до pH 7.5-8.5, его возврат в соответствующую зону преддефекатора, холодную дефекацию до pH 12,0-12.3, нагрев до температуры 85-90^oC, горячую дефекацию, сатурацию и фильтрацию сока, причем промежуточную сатурацию отобранного сока проводят сатурационным газом, насыщенным водяным паром до величины равновесного парциального давления пара, и перед горячей дефекацией сок подвергают деаммонизации путем барботирования паром, нагретым на 2-6^oC ниже температуры преддефекованного сока до полного удаления аммиака.

Способ осуществляется следующим образом. Диффузионный сок подвергают прогрессивной преддефекации путем щелочной обработки известковым молоком по зонам преддефекатора с различной величиной pH с возвратом на преддефекацию нефильтрованного сока I сатурации или суспензиями осадка соков I и II сатурации до pH 10,2-11,4. После этого готовый преддефекованный сок отбирают на выходе из преддефекатора и делят на две части. Большая часть преддефекованного сока с pH 10,2-11,4 в количестве 60-65% направляется на холодную дефекацию и далее на последующие стадии очистки, а меньшая, в количестве 35-40%, подвергается промежуточному сатурированию до pH 7,5-8,5 и возвращается снова в соответствующую по величине pH зону преддефекатора. При этом промежуточную сатурацию проводят сатурационным газом, насыщенным водяным паром до величины равновесного парциального давления пара в пузырьках газа при температурных условиях сатурации. Это значительно улучшает условия массообмена углекислого газа и сатурируемого преддефекованного сока.

В этих условиях значительно увеличивается поверхность контакта между углекислым газом и капельками жидкой фазы сока, что улучшает использование углекислого газа при образовании частиц осадка CaCO₃. При этом достигается более полное удаление несахаров и повышаются фильтрационно-седиментационные свойства преддефекованного сока.

Кроме этого более полное поглощение углекислого газа нарушает равновесие в системе газ-пар, что приводит к конденсации пара в газовых пузырьках. Это способствует не только повышению утилизации углекислого газа, но и частичной деаммонизации преддефекованного сока в ходе его промежуточного сатурирования.

Холодную дефекацию основной массы преддефекованного сока проводят известковым молоком до pH 12,0- 12,3. Затем дефекованный сок нагревают до температуры 85-90^oC и перед проведением горячей дефекации его подвергают деаммонизации путем барботирования паром, нагретым на 2-6^oC ниже температуры дефекованного сока до удаления аммиака.

Так как температура дефекованного сока на 2-6^oC выше температуры барботируемого через него пара, происходит быстрое вскипание пара по всему объему дефекованного сока за счет собственной теплоты самоиспарения. В этих условиях кипения растворимость аммиака в дефекованном соке приближается к нулю и он выделяется с парами из сока. Вскипание пара в объеме дефекованного сока позволяет улучшить основные химические реакции сока в ходе последующей горячей его дефекации.

Экспериментально определено, что оптимальные условия деаммонизации сока наблюдаются при барботировании через него пара, нагретого на 2-6^oC ниже температуры дефекованного сока. При температуре менее 2^oC не достигается вскипание пара по всему объему сока, что уменьшает эффективность деаммонизации, а при температуре более 6^oC увеличивается разбавление сока с одновременным снижением его температуры, что приводит к ухудшению эффекта очистки и дополнительным потерям сахара в сокоочистительном отделении.

После деаммонизации сок последовательно подвергается горячей дефекации, первой сатурации, фильтрации, второй сатурации и фильтрации согласно установленным технологическим режимам типовой технологической схемы.

Пример. Диффузионный сок чистотой 85,7% с pH 6,5 подвергают прогрессивной дефекации в горизонтальном секционированном преддефекаторе типа Бригель-Мюллера путем щелочной обработки известковым молоком в количестве 0,30% к массе свеклы и возвратом суспензии осадка сока I и II сатурации в количестве 20% к массе свеклы при температуре пред дефекации 58^oC с доведением щелочности преддефекованного сока на выходе из преддефекатора до pH 10,6. После этого готовый преддефекованный сок отбирают на выходе из преддефекатора и делят на две части. Большую часть преддефекованного сока с pH 10,6 в количестве 60% к массе свеклы направляют на холодную дефекацию, а меньшую, в количестве 40% к массе свеклы, подвергают промежуточному сатурированию до pH 8 и после этого возвращают в зону преддефекации с соответствующим значением pH. При этом промежуточную сатурацию проводят сатурационным газом, насыщенным водяным паром до величины равновесного парциального давления, равного [5.6-6.8]10^-3 МПа при температуре 85-90^oC.

Холодную дефекацию основной массы преддефекованного сока (60% к массе свеклы) проводят известковым молоком в течение 20 минут до pH 12,2 и затем нагревают до температуры 88^oC. Перед подачей нагретого до 88^oC сока на горячую основную дефекацию его подвергают деаммонизации путем барботирования паром, нагретым на 4^oC ниже температуры дефекованного сока до удаления из него аммиака.

После деаммонизации сок последовательно подвергается горячей дефекации в течение 10 минут, первой сатурации до pH 10,8 в течение 10 минут, фильтрованию на листовых фильтрах-сгустителях, нагреванию до температуры 93^oC, второй сатурации до pH 9,2 в течение 10 минут и фильтрованию на листовых фильтрах-сгустителях.

В ходе исследований анализируются основные технологические показатели сока по всем операциям его очистки: чистота, содержание сухих веществ, величина pH, щелочность, температура, время, что позволяет правильно определить эффект очистки сока в сокоочистительном отделении. Кроме этих анализов в соке определяли фильтрационно-седиментационные показатели, содержание солей кальция, веществ коллоидной степени дисперсности (ВКД), содержание редуцирующих веществ, цветность и потери сахара.

Результаты анализов по предлагаемому способу очистки приведены в таблице.

Параллельно проводят очистку диффузионного сока по известному способу.

Диффузионный сок чистотой 85,8% с pH 6,5 подвергают прогрессивной дефекации в горизонтальном секционированном преддефекаторе типа Бригель-Мюллера путем щелочной обработки известковым молоком в количестве 0,30% к массе свеклы и возвратом суспензии осадка сока I и II сатурации в количестве 20% к массе свеклы при температуре преддефекации 58^oC с доведением щелочности преддефекованного сока на выходе из преддефекатора до pH 10,6. После этого готовый преддефекованный сок отбирают на выходе из преддефекатора и делят на две части. Большую часть преддефекованного сока с pH 10,6 в количестве 60% к массе свеклы направляют на холодную дефекацию, а меньшую, в количестве 40% к массе свеклы, подвергают промежуточному сатурированию до pH 8 и после этого возвращают в зону преддефекации с соответствующим значением pH обычным сатурационным газом.

Холодную дефекацию основной массы преддефекованного сока (60% к массе свеклы), его нагрев, горячую дефекацию, первую сатурацию, фильтрование, вторую сатурацию, нагрев и фильтрование проводят при тех же условиях, что и по предлагаемому способу очистки диффузионного сока.

Результаты анализов по известному способу очистки приведены в таблице.

При запредельных значениях параметров осуществление способа ухудшается эффект очистки сока, его деаммонизация, качественные показатели сока и возрастают потери сахара в сокоочистительном отделении.

Из представленных в таблице результатов видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить эффект очистки сока на 3.3%, при этом существенно улучшились качественные показатели сока II сатурации, а потери сахара до кристаллизационного отделения снизились на 0,05% к массе свеклы.

Таким образом, предлагаемый способ не только улучшает качественные показатели, но и работу сокоочистительного отделения в целом.