Способ очистки диффузионного сока

Способ очистки диффузионного сока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИШНОГО СОКА, предусматривающий преддефекацию , дефекац1во,1 сатурацпо, введение флокулянта, фипьтрацио, II сатурацию и фильтрацию сока II сатурации, о тличающ. ийся тем, что с целью улучшения качества очистки сока, в сок II сатурации перед фильтрацией вводят одновр 1енно флокулянт и 1,0-1,5%-ньй раствор натриево. соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты в количестве 1,0-1,5 объема раствора на 100 объемов сока, при этом в качестве флокулянта для сока I и II сатурации используют 2,0-2,5%-ный раствор гвдролизованной жомовой пыли в количестве 0,4-0,8 объема раствора на 1000 объемов сока II сатурации и на 100 объемов СО сока I сатурации. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (3 I) 4(Я) С 13 Э 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3684587/28-13 (22) 28 ° 12. 83 (46) 30.03. 85. Бюл. 9 f2 (72) А.P.Ñàïðîíîâ, А.А.Славянский, В.А.Пугачев, В.И.Стрельников, В.В.Башкин и Ю.И.Сидоренко (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности (53) 664. 1.052(088.8) (56) 1. Бугаенко И.Ф., Михатова Г;Н.

Высокомолекулярные флокулянты в сахарной промышленности. М., ЦИНТИПИЩЕПРОМ, 1964, с. 4. . 2. Авторское свидетельство СССР

В 157294. кл. С 13 D 3/00 (прототип). .(54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА, предусматривающий предцефекацию, дефекацщо,I сатурацио, введение флокулянта, фильтрацюо, II сатурацию и фильтрацию сока II сатурации, о т л и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью улучшения качества очистки сока, в core II сатурации перед фильтрацией вводят одновременно флокулянт и 1,0-1,5Х-ный раствор натриево . соли нитрилотрнметилфосфоновой кислоты в количестве 1,0-1,5 обьема раствора на 100 объемов сока, при этом в качестве флокулянта для соxa I u II сатураций иснользуют

2,0-2,5Х-ный раствор гидролйзовайной аоиовой пыли в количестве 0,4-0,8 объема раствора на 1000 обьемов сока II сатурации и на 100 объемов сока I сатурации.

4 11477

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано при очистке диффузионного сока в сахарном производстве.

Известен способ очистки диффузион- ного сока, предусматривающий преддефекацию, основную дефекацию, I сатурацию, добавление флокулянта, фильтрацию, II сатурацию и фильтрацию сока II сатурации с применением в ка- 10 честве флокулянта, например, пориакриламида (1) .

Недостатками этого способа являются высокая стоимость флокулянта, неудобства с связи c его приготовле— нием и дозировкой. Кроме того, этот способ не обеспечивает существенного снижения содержания неорганических несахаров, в частности солей Са++ .

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки диффузионного сока предусматривающий преддефекацию, дефекацию, I сатурацию, введение флокулянта, фильтрацию, II са- >5 турацию и фильтрацию сока II сатурации- (2) .

В качестве флокулянта используют пектиновьй клен, предварительно обработанный кислотой.

Недостатком известного способа является невысокая степень флокуляции, использование дефицитного и дорогостоящего сырья — пектинового клея, а также невозможность удаления неорганических несахаров, в частнос- 35

++ ти солей Са

Цель изобретения — улучшение качества очистки соков.

Цель достигается тем, что соглас- 40 но способу очистки диффузионного сока, предусматривающему преддефекацию, дефекацию, I сатурацню, введение флокулянта, фильтрацию, II сатурацию и фильтрацию сока II сатура- 5 ции, в сок ТХ сатурации перед фильтрацией вводят одновременно флокулянт и 1,0-1,5Х-ный раствор натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты в количестве 1,0-1,5 объема раствора на 100 объемов сока, при этом в качестве флокулянта для сока I u II сатурации используют 2,02,5X- ный раствор гидролизованной жомовой пыли в количестве 0,4-0,8 объема раствора на 1000 объемов со.ка II сатурации и 100 объемов сока

I сатурации.

7 0 а

Предлагаемый способ очистки заключается в следующем.

Предварительно готовят 1,0-1,5Хный водный раствор натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты

Иа НТФ 2Н О. Флокулянт же получают в виде 2,0-2,5Х-ного раствора путем нагревания жомовой пыли в

0,01-0,02 н. растворе кислоты. Предпбчтительно использовать для этого серную кислоту, поскольку в дальнейшем она образует с ионом кальция нерастворимую соль сульфата кальция, который отделяется в процессе фильтрации. Гидролиз жомовой пыли проводят при температуре кипения в течение 1,0-1,5 ч. После нейтрализации флокулянта щелочью до рН 7,0-7,5 он готов к применению.

В качестве флокулянта отхода жомосушильного отделения свеклосахарного завода используют жомовую пыль, так как она состоит из высокополимеров типа пектина, которые при гидролизе расщепляются на более мелкие группы, проявляющие флокулирующие свойства. При этом исходный материал не нужно измельчать, как в случае использования жома или хвостиков и боя свеклы. Применение жомовой пыли в качестве флокулянта для I u II сатурации позволяет получить максимальный эффект очистки по сравнению с другими флокулянтами, так как состоя из природных полимеров — составных частей свеклы— они при флокуляции без труда взаимодействуют с веществами, растворенными в соке, и имеющими подобную структуру и природу.

При этом гидролиз проводят

0,01-0,02 н раствором кислоты, так как именно такая концентрация обеспечивает расщепление высокополимеров до оптимальной степени их гидролиза.

Гидролизат необходимо нейтрализовать щелочью до рН 7,0-7,5, поскольку в флокуляите, имеющем кислую среду, продолжается процесс гидролиза, что вызывает снижение его флокулирующей способности в процессе хранения.

Диффузионный сок подвергают пред9 дефекации известью в количестве 0,25О,ЗХ к массе свеклы в течение 20—

25 мин при 85-87 С. Далее сок поступает на основную дефекацию, которую проводят известью в количестве 2 52,7Х к массе свеклы в течение 203 11477

22 мнн при 85-87 С. После чего сок сатурируют углекислым газом до рН

11,2. В полученный сок 1 сатугации вводят флокулянт — 2, 0-2,5Х-ный раствор Гидролизованнои жомовои пыли В количестве 0,4-0,8 объема на 100

I объемов сока при перемешивании сока.

Сок, обработанный этим флокулянтом, подают на фильтрование. Полученный фильтрат далее подвергают

II сатурации углекислым газом при

95-100 С в течение 10-12 мин, после о чего в сок добавляют t 0 1,5Х-ный раствор Иа„НТФ 2Н О в количестве

1,0-1,5 объема раствора соли на 15

100 обьемов сока II сатурации одновременно с флокулянтом на основе жомовой пыли в количестве 0,4-0,8 объе. ма на 1000 объемов сока. Под дейст-. вием Иа НТФ 2Н О выпадает мелкодисперсный осадок, на частицах которого адсорбируются несахара, тем саМым повышая чистоту раствора, а под действием флокулянта на основе жомовой пыли эти частицы соединяются в конгломераты, которые легко отфильтровьг ваются.

Раствор Иа НТФ 2Н О используют при концентрации 1,0-1,5Х, так как при меньшей концентрации увеличивается расход добавляемой в сок II сатурации воды при неизменной величине эффекта осаждения солей многовалентных металлов. При концентрации более

1,5Х значительно затрудняется конт- 35 роль за дозировкой рсагента, так как расход становится настолько незначи. тельным, что делает невозможным работу расходомерного оборудования.

Соль Иа НТФ 2Н О используется . 40 в количествах 1.,0-1,5 объема раствора соли на 100 объемов сока, так как меньшее количество соли »е обеспечит эффективного уДаления ионов многовалентных металлов, а увеличение его 45 количества может привести к тому, что часть соли Ма НТФ 2Н О, не оса-! дившись с ионами многовалентных металлов, останется в растворе и приведет в дальнейшем к увеличению вы- 50 хода мелассы.

Флокулянт на II сатурации используют в количестве 0,4-0,8 объема флс.<улянта на 1000 объемов сока, так как уже такая доза обеспечивает 55 максимальный эффект флокуляции, а увеличение ее ведет к нерациональному расходованию флокулянта и далее

70 4 к образованию коллоидных комплексов, которые уже не способны эффективно отстаиваться из-за большой молекулярной массы.

По этой же причине для сока I сатурации используют гидролизованную жомовую пыль в количестве 0,4-0,8 объема флокулянта на 100 объемов сока.

Пример 1. Опыты проводились в полупроизводственных условиях на соках Чишминского сахарного завода

Баш.АССР в декабре 1983 г.

10 л нефильтрованного сока I сатурации делилась на 2 половины по

5 л каждая. Первая половина подвергалась дальнейшей очистке по известному способу, а вторая — по предлагаемому.

В обоих случаях фильтрование осуществлялось на воронке Бюхнера, а

II сатурация на лабораторном стенде СО в течение 10 мин при 95 С. о

Флокулянт готовили путем нагревания 2,0 r жомовой ныли в 100 мл

0,01 н серной кислоты в колбе с обратным холодильником при температуре кипения в течение часа, после чего флокулянт нейтрализовали едким натром до рН 7,0.

Очистку по предлагаемому способу вели следующим образом.

К 5 л нефильтрованного сока I сатурации, качественные показатели которого представлены в табл. 1, при. бавляли 20 мл флокулянта на основе жомовой пыли (0,4 объема на 100 объемов сока) при перемешивании и о гермостатировании при 80 С. После образования укрупненного осадка

100 мл сока отбирали для анализа, а остальной объем отфильтровывали на воронке Бюхнера под вакуумом.

В отобранной пробе определяли скорость седиментации, скорость фильтрования через бумажный фильтр, плотность получаемой суспензии, чистоту сока, воемя появления границы раздела фаз при сециментации и визуально определяли прозрачность отстоя. Пол -;енные данные сведены в табл. 1.

Отфильтрованный сок I сатурации далее подвергали II сатурации, после чего в него вводили 50 мл 1Х-ного раствора Иа НТФ ° 2Н О, одновременно с 5 мл флокулянта гидролизованНоА жомовой пыли (0,4 объема на

1000 объемов). После формирования

1147770 крупноструктурного осадка, сок отфильтровывали на воронке Бюхнера и в фильтрате определяли чистоту сока, содержание солей кальция, скорость седиментации и фильтрования, плотность суспензии и эффект удаления солей Са . Результаты представлены

Ф+ в табл. 1.

При очистке второй части отобранного сока I сатурации, к нему добав- 10 ляли 10 мл 4 -ного водного раствора гидролиэованного пектинового клея.

100 мл такого сока отбиралось на анализы, а оставшаяся часть после фильтрования на воронке Бюхнера под- 15 вергалась II сатурации в течение

10 мик при 95 С. В полученном соке о определяли er о характеристики. Полученный нефильтрованный сок II сатурации обрабатывали 50 мл 1Х-ного 20 раствора Яа НТФ ° 2H20 и определяли

его качественные показатели, аналогичные тем, которые определялись при очистке по предлагаемому способу.

Полученные данные приведены в табл.1.25

Как видно иэ таблицы, очистка по предлагаемому способу позволяет повысить .истоту фильтрованного сока II сатурации, его фильтрационные характеристики, а также увеличивает ЗО

Е+ эффект удаления солей Са . Качествен. ные показатели сока I сатурации тоже возросли.

Пример 2. В примере использовали тот же сок, что и в приме- 35 ре 1 но отобранный спустя полчаса.

Э

Флокулянт готовили путем нагревания 2,25 г жомовой пыли в 100 мл

0,015 н соляной кислоты при температуре кипения в течение 1,25 ч в пос- 4О ледующей нейтрализацией едким натром до рН 7,2. При очистке по предлагаемому способу к 5 л нефильтрованного сока I сатурации приливали 30 мл флокулянта (0,6 обьема на 100 объе- 4> мов сока).

Нефильтрованный сок II сатурации обрабатывали 62 мл 1,25 -ного раствора Nà НТФ 2HZO и 3 мл (0,6 объемов на 1000) флокулянта на основе жомо- 50 вой пыли °

При очистке по прототипу нефильтрованный сок Е сатурации обрабатывали 30 мл 4Х-ного водного раствора гидролизованного пектинового клея, 55 а нефильтрованный сок II сатурации

62 мл 1,25Х-ного раствора Яя НТФ

2Н 0,.

В остальном пример проводили по методике, описанной в примере 1.

Все полученные результаты представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2 качественные показатели как сока Е сатурации, так

:и II сатурации благодаря очистке по предлагаемому способу повысились.

Пример 3. В примере использовался тот же сок, что и в приме- ре

Флокулянт готовили путем нагревания 2,5 г жомовой пыли в 100 мл

0,02 н соляной кислоты прн температуре кипения в течение 1,5 ч с последующей нейтрализацией едким натром до рН 7,5. При очистке по предлагаемому способу к 5 л нефильтрованного сока I сатурации приливали 40,0 мл.флокулянта (0,8 объема на 100 объемов сока) .

Нефнльтрованный сок II сатурации обрабатывали 75 мл 1,5 -ного раствора Nq НТФ 2Н О и 4 мл флокулянта на основе жомовой пыли.

При очистке по прототипу нефильтрованный сок Е сатурации обрабатывали 50 мл 4Х-ного водного раствора гидролизованного пектинового клея, а нефильтрованный сок II сатурации—

75 мл 1,5Х-ного раствора Na ÍÒÔ х

В остальном пример 3 выполнялся по методике, описанной в примере 1.

Полученные результаты представлены в табл. 3.

Как видно из табл. 3 очистка сока по предлагаемому способу способствует улучшению его качественных показателей.

При проведении опытов с использованием гидролизованной жомовой пыли в количестве менее чем 0,4 объема на 100 объемов сока для Е сатурации и 0,4 объема на 1000 объемов сока при II сатурации получены соки с качественными показателями худшими, чем в примерах 1-3. В этом случае получали недостаточно прозрачный отстой сока Е сатурации, при этом время появления границы отстоя увеличивалось до 1,2 мин. При добавлении гндролизованной жомовой пыли на I u II сатурации соответственно в количествах 1 объем на 100 и

1 объем на 1000 качественные показатели соков значительно снизились.

При проведении опытов с очисткой сока II сатурации 0,8 -ным раство70 8

Флокулянт концентрацией менее чем 2Х (1,87) снижает .свою способность к объединению частиц в среднем на 10Х а флокулянт концентрацией более чем 2,57. (2,77.) имеет довольно плотную консистенцию, что вызывает трудности при его перемешивании, вследствие чего снижается скорость седиментации на 157, по сравнению с флокулянтом концентрации 2,57..

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает возможность более полного удаления органических и неорганических несахаров на I u II сатурации, что позволяет повысить чистоту растворов на 1,2-1,5Х значительное снижение содержания солей кальция в соке, подаваемом на выпарку, что позволит работать без выварки выпарки в течение всего сезона, использование отхода — жомовой пыли, что положительно скажется на охране, окружающей среды, так как уловленная пЫль шла в отвал, а неуловленная — в атмосферу, снижение затрат на флокулянт и получение дополнительного годового экономического эффекта в размере 6! тыс. руб. для завода мощностью 2,8 тыс. т свеклы в сутки.

Т ° ба нца

Сок П сатурацня

Сок 1 сатурагчя

Очистка сока. по: способу отность спензии

/см1 и 2 Появление границы раздела через, мин

Отстой

Силн Удаления,2 солей gs, и корост едимея ации, /мюю тность пензии, схз

Скорос фильтр ванин, мл/мин

Скорость седимеитации, см/мии ь

84 ° 0 1 Проз- 0 ° 7 рачнза1

Прототип 9,0 8,0

7,5 1,05 91,0 0,06 25,0

Предлагаеньв1

84, 1 0,5 Проз- 9 ° 8 рачиый

1,20

10,0 8,9

До обработки флокуляитом и

Hs нтф Н О 2,8

ss

1 17 5 5 Мутный 6>0 10 2 1 20

90з6 0,08

2,5

М

- скорость седиментации осадка, вьаюавнего под действием Иа1НТФ НтО кн .- скорость седиментации осадка сока II сатурацни.

7 11477 ром соли ИацНТФ 2НоО эффект удаления солей Са++ снизился до 207., а при концентрации раствора 1з7Х эффект удаления солей Са остался неизмен++ ный по сравнению с опытом, где применялся 1,57-ный расгвор, т.е. непрореагировавшая соль Na КТФ 2Н О осталась в фильтрате.

В случае-добавления к соку II сатурации раствора соли Ма НТФ 2НоО в количестве 0,7 объема на 100 объемов сока эффект удаления солей Са++ снизился до 10Х,. а при увеличении дозы соли до 1,6 объема на 100 объемов сока эффект не оказался выше 15 т.е. часть Na>HT@ 2Н20 осталась в виде раствора.

При добавлении 2-2,57-ного флокулянта на основе жомовой пыли к соку

I сатурации в количестве 0,3 объемов на 100 объемов сока декантат оказался мутным, при этом время появления . границы раздела увеличилось до

1,5 мин, а пРи дозе Оз9 объема флокУ-25 лянта на 100 объемов сока качественные показатели соков остались на уровне тех, где доха флокулянта составляла 0,8 объема на 100 объемов сока, что говорит о нерациональном использовании флокулянта.

11, 2 1,10 91 5 0,04 50,0

10 о+м е ии е»х х э

I !

Х!

I ц 1

1 о I

I е I

1 I

О 1 ь ь

1 ь

1 ! 5, 1 ОФО"

С"1 ь

D и ь л ь

I î

I и о

1 х

1 E" о! й

1 й

I Е

I v о

Р! v

1 О

v о

Р о

1 И

1

I

1 (М а

1 х х

4 Х

v u и !»

СО

D л

-1 х м н о ь

I о

6 w X

I

I

I

D л ь

00 л

С . о л

1 э л х

55ХХ

Э с6 ь л ь ъ1

СО

В ь ь

Ф$ х Я х

qj

Я

I л

m x о а а

Я

I м

m x о w

Р Ф а

С 3 л ь ф л

С Ъ

СО

<М л

СО х х

С4

С4 л

И о

С )

Ф л

D! л

СЧ

СЧ л

Ch о и ю о е и о

I >Х ,о 1 Е 1

v 1

E 1 ! I

Э х-е х х 1:с э оo,caех!

В. "r- а

1 goe

Ь. о х

&«x X оии

I Д.1 I A I 1 !

- о о1-хх ам Х X о !х х.

1 СЭ 8 IA 2 I

I!-х ие хх о и !- и

1147770

1 За а3

1:» X х

И X !

- оь

OE С

Io хх а 54 ю о ыж о ас

1:: фХ

v

)x

Ц

Ц о х х о е

Э

3 v . н

m и л ф

v o о х х X х

Ю

Е E

1- х х е

Э

1ц

t(Э

E- u

v o о Р, Р, О о х х и и

I х ф ф

1г

1 Э "ф ж o: 1 ж

Э )Я

Э (о

1 v ь л

О\

М л

М

М О

Ю л ь ь л ь

Ж ЬЕ +

1 о а

1 сО (л

СЛ

СО

Е и

Г»

СЧ л

» !

1

1 «« (,е- о

j vа о ен

I н

I б л

j oe

М I

1 ф 1

Е I

1 ж (ф а Ъ и

«» о

1 л л

I Р

1 л д Х

I Е Ж

v в о ж

1 Ж Э

1. Е» о v ! (=v

1 л

М Ж

Ж Е

Ж

2Х

1

1

I

1

1147770

1

О1 ь л ь

1 сО

СО

СО

1

I ф (»

МЪ и

О л ь (и»

1 ф; о

E и

>Я х

Е»

2 ж

Э

Ц

l(l

lg о

И Э 6) и «-(«U а ф э

Г» а ь 3 1

Ю л

СО

Щ л ь

I Ж

I Ж

l

1 а

v н

И!

Е»о

I .л

I! A

I f»

v о

I .L"

I Е» о

СО

М

СО

C) С 4 л о о

1 Д и с.

Е» о а о

34 ь

1 о

О, 4 ь

СО ь л

О1

4/

С»«

s0

f»

v о а о х

Ю л

СЛ

I а о

Ю о &

I ф

Г» ф

Ц йЕ

С4 х

X 8 о

f х

° »Ъ

1 1 !

I (4

1 Е» и

8 (g

f о

f» о а (о (» «о о ф v

ы о о v. и и

s0 1

1 2 Э л ж ж

Х Я. 1

И ф X

I л I 3

Ю х 3

«:Е о (В

Й ф Е» ц v

1 л

m н н ф ф ,ЯР y. 3

e e й, и и

I0 A о о

I ЕЕ Х

v v !

I 1

1: 5