способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока

Формула изобретения

Способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающий его смешивание с известью, возвратом нефильтрованного сока I сатурации или суспензией осадка сока I и II сатурации при их противоточном движении в преддефекаторе с повышением щелочности в несколько стадий до рН 10,8 - 11,6, отвод из преддефекатора преддефекованного сока, подачу части последнего в количестве 25 - 75% к массе диффузионного сока в вертикальный сатуратор в виде трубы, сатурацию преддефекованного сока и возврат его на преддефекацию. отличающийся тем, что диффузионный сок перед подачей его в преддефекатор подщелачивают известью до достижения рН 7,5 - 8,0 и подвергают воздействию переменного электрического поля напряженностью 650-750 В/м в течение 0,5 - 5,0 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессу очистки диффузионного сока известью.

Известен способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающий его смешивание с диффузионным соком, известью и возвратом нефильтрованного сока I сатурации или сгущенной суспензией осадков сока I и II сатурации при противоточном их движении в преддефекаторе с повышением щелочности в несколько стадий до конечного значения pH на выходе из преддефекатора 10,8-11,6 [А. Р. Сапронов. Технология сахарного производства. - М.: Колос, 1998. - С. 148-150].

Недостатком способа является сложность в обеспечении необходимых условий для удаления высокомолекулярных соединений (ВМС), веществ коллоидной дисперсности (ВКД) и обеспечения хороших седиментационно-фильтрационных свойств сока, особенно при переработке свеклы, не достигшей технической зрелости или свеклы длительного хранения. Это приводит к снижению эффекта очистки сока и отрицательно сказывается на работе сокоочистительного отделения завода.

Наиболее близким аналогом является способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающий смешивание диффузионного сока с известью и возвратом нефильтрованного сока I сатурации в количестве 50-150% к массе диффузионного сока при их противоточном движении в преддефекаторе с повышением щелочности в несколько стадий до pH 10,8-11,6, отвод из преддефекатора преддефекованного сока, подачу части последнего в количестве 25 - 75% к массе диффузионного сока в вертикальный сатуратор в виде трубы, сатурацию преддефекованного сока до pH 7,0-8,5 и возврат его на стадию преддефекации с соответствующим значением pH для повторного подщелачивания [Усовершенствование прогрессивной противоточной преддефекации диффузионного сока. Клименко Л.Л., Славянский А.А., Гаврилов А.М. Сахарная промышленность, 1997. - N 5. - С. 14-16].

Недостатком этого способа также является неполное удаление высокомолекулярных соединений, веществ коллоидной дисперсности, что не позволяет достичь хороших седиментационно-фильтрационных свойств сока, особенно при переработке свеклы пониженного технологического качества. Это ухудшает условия очистки сока и его качественные показатели.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффекта очистки диффузионного сока путем более полного удаления веществ коллоидной дисперсности на стадии преддефекации, а также улучшении седиментационных и фильтрационных свойств осадка.

Этот результат достигается тем, что в способе прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающем его смешивание с известью, возвратом нефильтрованного сока I сатурации или суспензией осадка соков I и II сатурации при их противоточном движении в преддефекаторе с повышением щелочности в несколько стадий до pH 10,8-11,6, отвод из преддефекатора преддефекованного сока, подачу части последнего в количестве 25-75% к массе диффузионного сока в вертикальный сатуратор в виде трубы, сатурацию преддефекованного сока и возврат его на преддефекацию, при этом диффузионный сок перед подачей его в преддефекатор подщелачивают известью до достижения pH 7,5-8,0 и подвергают воздействию переменного электрического поля напряженностью 650 - 750 В/м в течение 0,5-5,0 мин.

Способ поясняется чертежом, на котором изображена технологическая схема (на фиг. 1 и на фиг. 2 - устройство для электроконтактной обработки в продольном разрезе).

Способ осуществляют следующим образом.

Диффузионный сок перед подачей его в преддефекатор 1 подщелачивают известью до pH 7,5-8,0 в емкости 2, снабженной перемешивающим устройством и разделенной горизонтальной перегородкой на две секции. Подщелоченный сок самотеком поступает в устройство 2 для электроконтактной обработки, в котором его подвергают воздействию переменного электрического поля в течение 0,5-5,0 мин. Устройство 3 (см. фиг. 2) состоит из наружного корпуса электрода 4 и внутренних трубчатых электродов 5 и 6, размещенных коаксиально. Расстояние между электродами обеспечивает необходимую для обработки сока напряженность электрического поля 650-750 Вм. Электроды 4, 5 и 6 подключены к сети трехфазного переменного тока.

Сок вытекает из переливного ящика емкости 1 и заполняет сообщающееся с ним устройство 3 для электроконтактной обработки. Под воздействием энергии электрического поля сок нагревается и расширяется, перетекая в горизонтальный преддефекатор 1. Поскольку в преддефекатор поступает сок с pH 7,5-8,0, продолжительность его пребывания в нем сокращена, а количество секций уменьшено до четырех. В I и II секцию возвращают нефильтрованный сок I сатурации в количестве 50-150% или суспензию осадка I или II сатурации в количестве 20-30% к массе диффузионного сока. Вид и количество возврата выбирают в зависимости от качества перерабатываемого сырья. В последнюю секцию преддефекатора дозируют известь в количестве преимущественно 0,27% CaO. Сок, возвраты и известь смешивают в преддефекаторе при противоточном их движении при помощи перемешивающего устройства и установки поворотных заслонок. В результате перехода сока из секции в секцию его pH повышается до 10,8-11,6.

Из последней секции аппарата готовый преддефекованный сок отводят на основную дефекацию. Другую его часть в количестве 25-75% к массе диффузионного сока направляют в вертикальный сатуратор 7 в виде трубы и сатурируют до pH 7,0-8,5. Отсатурированный преддефекованный сок отделяют от отработавшего газа в верхней части сатуратора 7 и самотеком возвращают на преддефекацию через контрольный ящик 8 преддефекатора.

Подщелачивание диффузионного сока известью до pH 7,5-8,0 обеспечивает повышение его электрической проводимости для эффективной последующей электрообработки. Одновременно подщелачивание воздействует на вещества коллоидной дисперсности диффузионного сока и снижает их агрегативную устойчивость по следующим причинам. В диапазоне pH 7,5-8,0 наблюдается повышение -потенциала коллоидных частиц, что свидетельствует об обменных процессах между ионами адсорбционного и диффузионного слоев мицелл. Кроме того, подщелачивание способствует конформационным превращениям макромолекул свекловичного белка, то есть сложному переходу от глобулярной к спиралевидной конфигурации макромолекул и дальнейшему их распрямлению. В результате ионы Ca²⁺ легче проникают не только к наружным гидрофильным группам, но и ко внутренним функциональным группам, скрепленным водородными связями. Проникновение ионов Ca⁺ вглубь макромолекулы способствует постепенному разрушению водородных связей и развертыванию макромолекулы. Все это снижает устойчивость коллоидной системы при последующей электроконтактной обработке. Дальнейшее прогрессивное подщелачивание и сатурирование предварительно обработанного сока обеспечивает повышение эффективности осаждения белково-пектинового комплекса на преддефекации.

Подщелачивание до значений ниже pH 7,5 не обеспечивает достаточного снижения агрегативной устойчивости веществ коллоидной дисперсности, а также незначительно увеличивает электропроводимость сока.

Подщелачивание сока выше pH 8,0 и последующая его электрообработка вызывают быструю, но неполную коагуляцию веществ коллоидной дисперсности, при этом последующее прогрессивное подщелачивание становится неэффективным и не позволяет достичь необходимого эффекта очистки, а также высоких седиментационно-фильтрационных свойств осадка.

Переменное электрическое поле эффективнее, чем постоянное снижает устойчивость коллоидной системы диффузионного сока. Выбор напряженности электрического поля в диапазоне 650-750 В/м обусловлен высокой эффективностью коагуляции несахаров за период 0,5-5,0 мин. Напряженность менее 650 В/м недостаточна для снижения устойчивости коллоидной системы. Увеличение напряженности более 750 В/м в межэлектродном пространстве практически не улучшает показателей очистки сока. Увеличение продолжительности воздействия переменного электрического поля более 5 мин также не увеличивает эффект очистки, но в то же время может вызывать перегрев сока, что снижает его термоустойчивость. Сокращение продолжительности электроконтактной обработки менее 0,5 мин, даже при напряженности 750 В/м, не обеспечивает дестабилизирующего воздействия на коллоидную систему и не повышает эффекта очистки сока.

Пример. Диффузионный сок, имеющий чистоту 85,8% и pH 6,0 перед поступлением в преддефекатор подщелачивают известковым молоком до pH 7,8 и затем на него воздействуют переменным электрическим полем напряженностью 700 В/м в течение 60 с. Затем его смешивают с известковым молоком в количестве 0,27% CaO к массе свеклы и возвратом нефильтрованного сока I сатурации в количестве 100% к массе диффузионного сока при их противоточном движении в преддефекаторе с повышением щелочности в несколько стадий до pH 11,1 при температуре преддефекации 56^oC. Потом из последней секции преддефекатора отбирают готовый преддефекованный сок с pH 11,1. Одну его часть направляют на последующие стадии очистки сокоочистительного отделения, а вторую в количестве 50% к массе диффузионного сока сатурируют в вертикальном сатураторе в виде трубы до pH 8,0. Отсатурированный преддефекованный сок возвращают на стадию преддефекации с соответствующим значением pH 8,0 (во вторую секцию) для повторного подщелачивания по секциям преддефекатора до pH 11,1.

В процессе преддефекации анализируют основные технологические показатели диффузионного и преддефекованного соков, а также соков I и II сатурации и определяют эффект очистки сока в сокоочистительном отделении.

Результаты анализа очистки сока по предложенному способу приведены в таблице.

Параллельно проводят прогрессивную преддефекацию диффузионного сока по известному способу.

Диффузионный сок чистотой 85,9% с pH 6,0 смешивают с известковым молоком в количестве 0,27% CaO к массе свеклы и возвратом нефильтрованного сока I сатурации в количестве 100% к массе диффузионного сока при их противоточном движении в преддефекаторе с повышением щелочности в несколько стадий до pH 11,1 при температуре преддефекации 56^oC. Потом из последней секции преддефекатора отбирают готовый преддефекованный сок с pH 11,1. Одну его часть направляют на последующие стадии очистки сокоочистительного отделения, а вторую - в количестве 50% к массе диффузионного сока сатурируют в вертикальном сатураторе в виде трубы до pH 8,0. Отсатурированный преддефекованный сок возвращают на преддефекацию для повторного подщелачивания по секциям преддефекатора до pH 11,1.

Результаты анализа очистки сока по известному способу приведены в таблице.

При запредельных значениях параметров при осуществлении способа значительно ухудшаются условия проведения преддефекации и очистки сока в целом.

Из приведенных в таблице результатов видно, что предложенный способ по сравнению с известным позволяет обеспечить более полное удаление высокомолекулярных веществ, веществ коллоидной степени дисперсности и качественные показатели сока в целом. Эффект очистки сока возрос в среднем на 6%.

Таким образом, предложенный способ не только повышает эффективность прогрессивной преддефекации, но и обеспечивает лучшие условия работы сокоочистительного отделения в целом.