Способ очистки диффузионного сока сахарной свеклы, способ получения обогащенного питательными веществами концентрата несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы, а также концентрат несахаристых веществ

Способ очистки диффузионного сока сахарной свеклы, способ получения обогащенного питательными веществами концентрата несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы, а также концентрат несахаристых веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу экстракционной очистки диффузионного сока сахарной свеклы, к способу получения обогащенного питательными веществами концентрата несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы, а также к получаемому таким способом концентрату несахаристых веществ.

Сахар обычно получают из сахарной свеклы, причем собранную свеклу сначала очищают, причем ее освобождают от большой части еще приставшей земли, а также остатков ботвы. По окончании промывки свеклу пропускают через свеклорезки с получением свекловичных стружек размером с карандаш. Из свежих стекловичных стружек получают сахар путем противоточной экстракции при использовании горячей, слегка подкисленной воды со значением рН от примерно 5,5 до 5,8. За счет подкисления экстракционной воды улучшается фильтрация диффузионного сока сахарной свеклы, а также отжимаемость проэкстрагированных свекловичных стружек. Получаемый при экстракции диффузионный сок сахарной свеклы затем направляют на экстракционную очистку. Экстракционная очистка обычно происходит с помощью так называемой известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионного сока в виде преддефекации и основной дефекации, а также первой сатурации и второй сатурации и отделения осадка после первой и второй сатурации. Задачей экстракционной очистки диффузионного сока является максимальное удаление содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахаристых веществ, в частности высокомолекулярных веществ. Удаляемые несахаристые вещества при этом насколько это возможно не должны подвергаться деструкции, так чтобы никакие дополнительные низкомолекулярные вещества не попадали в экстракт или диффузионный сок сахарной свеклы.

При преддефекации необработанный сок сахарной свеклы в щадящих условиях постепенно подщелачивают путем добавки известкового молока. При этом значение рН диффузионного сока сахарной свеклы в реакторе преддефекации постепенно повышают до примерно 11,5. Преддефекацию осуществляют путем добавки определенных количеств гидроксида кальция (известковое молоко), причем щелочность сока в конце преддефекации составляет примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока сахарной свеклы. Вследствие подщелачивания диффузионного сока сахарной свеклы достигают нейтрализации содержащихся в экстракте органических и неорганических кислот, а также реакций осаждения анионов, которые образуют с кальцием нерастворимые или труднорастворимые соли. Так, например, в значительной степени осаждаются фосфат, оксалат, цитрат и сульфат. Кроме того, происходит коагуляция растворенных в виде коллоидов несахаристых веществ и их осаждение. В пределах определенных областей значений рН осуществляют осаждение отдельных ингредиентов, например анионов, таких как оксалат, фосфат, цитрат, сульфат, или коллоидов, как пектин и белковые вещества. В пределах этих областей значений рН одновременно происходит уплотнение осадка. За счет добавки известкового молока во время преддефекации также происходит коагуляция белков.

Задача осуществляемой после этого основной дефекации заключается, в частности, в химической деструкции инвертных сахаров и амидов кислот, которая, в противном случае, протекала бы в области сгущения сока с образованием кислот. При основной дефекации температуру повышают до примерно 85°С, и щелочность диффузионного сока сахарной свеклы отчетливо повышают за счет добавки известкового молока, а именно примерно 0,8-1,1 г СаО/100 мл сока. Процессы, к которым стремятся при основной дефекации, в случае классического способа протекают только в такого рода жестких условиях. Добавляемая в избытке при основной дефекации известь играет большую роль также в случае первой и второй сатурации. За счет превращения в карбонат кальция получают сильный абсорбент для ряда растворимых несахаристых веществ и также пригодное вспомогательное средство для фильтрации. Неизрасходованная в процессе основной дефекации известь за счет введения диоксида углерода в качестве сатурационного газа на обеих стадиях сатурации превращается в карбонат кальция. Сатурацию осуществляют в две стадии. На первой стадии сатурации введение газа осуществляют вплоть до значения рН от примерно 11,2 до 10,6, что соответствует щелочности 0,10-0,06 г СаО/100 мл фильтрата первой сатурации. При первой сатурации выпавшие в осадок и подвергшиеся коагуляции несахаристые вещества и часть красителей, содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы, путем адсорбции связываются с образовавшимся карбонатом кальция. Полученный при первой сатурации так называемый первый нефильтрованный сатурационный сок отфильтровывают через фильтр-сгуститель (патронный фильтр) или направляют в декантаторы и при этом концентрируют до сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока. При этом из сока удаляются выпавшие в осадок или подвергшиеся коагуляции, связанные с карбонатом кальция несахаристые вещества. Обычно к первой сатурации присоединяют дополнительную дефекацию, причем сок смешивают с небольшим количеством известкового молока и затем, на второй стадии сатурации, далее сатурируют. Также на второй стадии сатурации вводят сатурационный газ, причем устанавливаемая щелочность, так называемая оптимальная щелочность, составляет 0,025-0,010 г СаО/100 мл фильтрата второй ступени сатурации. Щелочность соответствует значению рН от примерно 9,0 до 9,30. На второй стадии сатурации образуется так называемый второй нефильтрованный сатурационный сок, который также отфильтровывают через фильтр-сгуститель и при этом концентрируют. Концентрированные за счет использования фильтра-сгустителя при первой сатурации и второй сатурации густые суспензии карбоната кальция (сгущенные суспензии нефильтрованных сатурационных соков) обычно объединяют и отжимают при использовании мембранных фильтр-прессов. При этом образуется так называемый сыпучий осадок карбоната кальция. Этот сыпучий осадок карбоната кальция представляет собой пригодный для хранения продукт с содержанием сухого вещества более, чем 70%, и его используют в качестве удобрения. Обычно часть сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока возвращают на стадию преддефекации.

Очищенный на стадии экстракционной очистки диффузионный сок сахарной свеклы, который называют также как очищенный сок и который содержит примерно 15-17% сахара, затем концентрируют до сиропа с содержанием сахара от примерно 65% до 70% и после этого выпаривают в кристаллизаторах до образования вязкой массы, так называемого утфеля, примерно с 85% сахара. Путем центрифугирования этой массы затем, наконец, получают белый сахар.

Существенный недостаток обычной известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионного сока заключается, в частности, в том, что достигают только относительно незначительного эффекта очистки, так как из диффузионного сока сахарной свеклы удаляются только максимально 40% всех несахаристых веществ. Другой недостаток состоит в том, что для осуществления способа требуется использование очень больших количеств извести, причем расходуемое количество извести может составлять 2,5% от общей массы обрабатываемой сахарной свеклы. Получение извести, используемой в способе известково-углекислотной очистки диффузионного сока, и ликвидация образующихся при получении негашеной извести отходов, однако, являются относительно дорогостоящими. Также очень высокими являются эмиссии СО₂ из известково-обжигательных печей и установок очистки сока. Сверх того, образующийся в случае способа известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионного сока сыпучий осадок карбоната кальция, который состоит из извести и отделенных примесей сока, можно использовать только в качестве удобрения.

Из RU 2172348 С1 известен способ очистки диффузионного сока, который предусматривает прогрессивную преддефекацию диффузионного сока до рН 10,8-11,6 в преддефекаторе. Преддефекованный сок делят на две части. Одну часть сока в количестве 30-50% от общей его массы сатурируют до рН 7,0-8,5 в вертикальном сатураторе в виде трубы и возвращают в секцию преддефекатора с соответствующим значением рН 7,0-8,5. Другую часть преддефекованного сока нагревают до 90-95°С и дегазируют под разрежением 0,05-0,07 МПа до достижения температуры 82-85°С. В дегазированный сок вводят флокулянт сополимер акриламида и акрилата натрия в количестве 0,6-1,2 г на тонну сахарной свеклы и фильтруют под давлением 0,06-0,08 МПа для отделения преддефекационного осадка. Затем сок подвергают основной дефекации, I и II сатурации и фильтрации.

Недостатком этого способа является помимо указанных выше то, что часть преддефекованного сока возвращается в преддефекатор после первой сатурации, что ведет к увеличению расхода извести.

Наиболее близкий уровень техники раскрыт в RU 2105817 С1, в котором предложен способ очистки диффузионного сока, который заключается в следующем. Диффузионный сок нагревают до температуры 55-60°С, проводят прогрессивную прреддефекацию возвратом нефильтрованного сока I сатурации и известковым молоком. При достижении рН сока на преддефекации, равного 9,5-10,0, вводят в него раствор полиакриламида в количестве 0,009-0,011% к массе сока. При достижении заданного конечного значения рН сока его отстаивают при рН 10,6-10,7. Осветленный сок направляют на основную дефекацию известковым молоком, затем I сатурацию, фильтрацию и II сатурацию. Отделенный преддефекованный осадок смешивают с рециркулируемой суспензией осадка I сатурации, вводят в смесь 0,1-0,3% СаО (до рН 11,2-11,3) и сатурируют до рН 10,0-10,2 с последующей фильтрацией. Полученный фильтрат направляют на основную дефекацию, а осадок выводят из процесса.

Недостатком этого способа также является высокий расход извести, поскольку преддефекованный сок на стадии прогрессивной преддефекации возвращается в преддефекатор после первой сатурации.

В основу настоящего изобретения поэтому положена техническая проблема разработки улучшенного способа экстракционной очистки диффузионного сока сахарной свеклы, при котором, в частности, существенно снижается расход извести для очистки диффузионного сока.

Лежащая в основе настоящего изобретения техническая проблема решается в частности за счет способа очистки диффузионного сока сахарной свеклы, предусматривающего преддефекацию диффузионного сока с добавлением известкового молока до достижения его концентрации примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока для коагуляции и осаждения несахаристых веществ в виде коагулята, добавление в преддефекованный сок, по меньшей мере, одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 5-22 млн. в качестве полианионного флокулянта до концентрации 1-8 млн.^-1, отделение образовавшегося коагулята от преддефекованного сока в декантаторе или центрифуге, основную дефекацию осветленного преддефекованного сока путем добавления известкового молока до достижения концентрации примерно 0,6 г СаО/100 мл осветленного сока и первую сатурацию диоксидом углерода.

Полианионный флокулянт предпочтительно добавляют до его концентрации в соке 1-3 млн.^-1.

При этом из центрифуг используют центрифугу тарельчатого типа или осадительную центрифугу.

Отделенный коагулят сгущают путем отделения осветленного преддефекованного сока.

Сгущение осуществляют на мембранных фильтр-прессах или при помощи осадительных центрифуг или тарельчатых сепараторов или вакауум-фильтров.

Осветленный дефекованный сок и отделенный от коагулята осветленный дефекованный сок смешивают и на основную дефекацию направляют их смесь.

Дефекованную смесь соков сатурируют диоксидом углерода до достижения рН 10,6-11,4.

Сатурационный сок фильтруют при помощи намывного фильтра с получением сгущенной суспензии сатурационного сока и осветленного сатурационного сока.

Сгущенную суспензию сатурационного сока подвергают второй сатурации с получением нефильтрованного сока второй сатурации.

Нефильтрованный сок второй сатурации сгущают в отстойнике с получением сгущенной суспензии.

Сгущенные суспензии нефильтрованных сатурационных соков смешивают и сгущают при помощи мембранного фильтр-пресса с получением осадка карбоната кальция.

Способ получения обогащенного питательными веществами концентрата несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы согласно изобретению предусматривает преддефекацию диффузионного сока известковым молоком до достижения его концентрации примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока для коагуляции и осаждения несахристых веществ в виде коагулята, добавление в преддефекованный сок по меньшей мере одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 5-22 млн в качестве полианионного флокулянта до концентрации 1-8 млн.^-1, отделение коагулята от предефекованного сока в декантаторе или центрифуге и сгущение коагулята до содержания сухих веществ 40-70%.

Полианионный флокулянт предпочтительно добавляют до его концентрации в соке 1-3 млн.^-1.

Сгущенный коагулянт измельчают и высушивают.

Способом согласно изобретению получают концентрат несахаристых веществ с содержанием сухих веществ 40-70%.

В предлагаемом согласно изобретению способе, таким образом, предусматривается, что преддефекация сама по себе осуществляется по существу идентичным образом, как и в случае обычных до сих пор способов преддефекации. В противоположность обычным способам, осажденные или подвергшиеся коагуляции во время преддефекации несахаристые вещества, однако, отделяют уже после преддефекации, а не, как обычно, лишь после первой и второй сатурации. Согласно изобретению кроме известкового молока и указанного полианионного флокулянта, который является не коагулянтом, а флокулянтом, не используют никаких других флокулянтов или коагулянтов.

Так как диффузионный сок сахарной свеклы уже после преддефекации является отчетливо более чистым за счет отделения осадившихся и подвергшихся флокуляции несахаристых веществ, достигаются многочисленные преимущества для дальнейшей обработки диффузионного сока сахарной свеклы. В особенности, к осветленному согласно изобретению, преддефекованному соку в случае основной дефекации нужно добавлять значительно меньше известкового молока, чем в случае обычных способов известково-углекислотной очистки диффузионного сока. В то время как в случае обычных способов щелочность сока при основной дефекации нужно повышать до примерно 0,8-1,1 г СаО/100 мл сока, согласно предлагаемому в изобретении способу требуется повышение щелочности только до примерно 0,6 г СаО/100 мл сока. Сверх того, в противоположность обычным способам, предлагаемую в заявке преддефекацию можно осуществлять без обычного возврата сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока со стадии сатурации на стадию преддефекации. Также, в противоположность обычным способам, более нет необходимости в том, что после первой стадии сатурации диффузионный сок сахарной свеклы нужно подвергать дополнительной дефекации. Предлагаемый согласно изобретению способ очистки диффузионного сока, следовательно, преимущественно отличается отчетливо сниженным расходом извести. Предлагаемый согласно изобретению способ, следовательно, приводит к отчетливому снижению расходов на очистку диффузионного сока сахарной свеклы, не в последнюю очередь также потому, что необходимые установки для получения негашеной извести могут быть значительно менее габаритными.

Предлагаемые согласно изобретению этапы способа возможны особенно благодаря использованию выбранных флокулянтов, которые в заданных условиях способа без добавки других вспомогательных веществ, таких как коагулянты, позволяют осуществлять особенно эффективную экстракционную очистку диффузионного сока сахарной свеклы. Согласно изобретению неожиданно оказалось, что при использовании совершенно определенных полианионных флокулянтов, а именно анионных сополимеров акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой от примерно 5 млн. до примерно 22 млн., в особенности AN 945, 2440 и 2540, в количестве от 1 млн.^-1 до 8 млн.^-1, обеспечивается вышеуказанная эффективная очистка. Согласно данному контексту, если не указано ничего другого, «млн.^-1» понимают как ч./млн. масса/масса (мас./мас.) (в расчете на массу).

На основании значительно меньшего загрязнения осадившимся карбонатом кальция в значительной мере улучшается фильтруемость нефильтрованных сатурационных соков, получаемых при применении способа согласно данному изобретению, в частности первого нефильтрованного сатурационного сока. Опыты в промышленном масштабе показали, что коэффициент фильтрации получаемых согласно изобретению нефильтрованных сатурационных соков составляет величину отчетливо ниже 0,5 с/см², в то время как коэффициенты фильтрации нефильтрованных сатурационных соков, получаемых при применении обычных способов экстракционной очистки диффузионных соков, составляют 1-3 с/см². Улучшенные согласно изобретению фильтрационные свойства нефильтрованных сатурационных соков и предлагаемое согласно изобретению снижение количества образовавшегося карбоната кальция, следовательно, также приводят к тому, что, согласно изобретению, также можно в значительной степени уменьшать необходимые для стадий сатурации мощности фильтров-сгустителей и мембранных фильтр-прессов.

Предлагаемый согласно изобретению способ очистки диффузионного сока сахарной свеклы, кроме того, предпочтительным образом также пригоден для обработки свекловичного сырья плохого качества, в частности порченой свеклы. Другое значительное преимущество предлагаемого согласно изобретению способа состоит, далее, в том, что за счет отделения осажденных или подвергшихся флокуляции при преддефекации несахаристых веществ при получении сахара образуется новый продукт, который отличается высокой долей фосфата и который поэтому, в частности, можно использовать в качестве компонента комбикорма, однако, также в качестве удобрения. Согласно изобретению также улучшается качество образующегося при отжиме сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока сыпучего осадка карбоната кальция, в частности, в отношении его использования в качестве удобрения. Получаемый согласно изобретению сыпучий осадок карбоната кальция, по сравнению с сыпучим осадком карбоната кальция, получаемым при применении обычных способов известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионных соков, отличается значительно более высоким содержанием карбоната кальция и в значительной степени сниженным содержанием коллоидов. Получаемый при применении предлагаемого согласно изобретению способа сыпучий осадок карбоната кальция, в частности, обеднен фосфатом. В некоторых европейских регионах существуют проблемы, связанные с чрезмерным удобрением пахотных земель, в частности, фосфатом. Получаемый согласно изобретению сыпучий осадок карбоната кальция поэтому, в частности, можно использовать в случае таких почв в качестве улучшающих почву средств.

Не в последнюю очередь, предлагаемый согласно изобретению способ приводит также к отчетливому уменьшению эмиссий СО₂ из известково-обжигательных печей и установок для очистки диффузионного сока. Ввиду становящегося все более строгим законодательства в отношении окружающей среды с введением регулирования количества диоксида углерода это является чрезвычайно полезным.

Под термином «преддефекация» понимают добавку известкового молока к диффузионному соку или экстракту из сахарной свеклы примерно до 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока сахарной свеклы. При преддефекации диффузионный сок сахарной свеклы подщелачивают в щадящих условиях, причем значение рН диффузионного сока сахарной свеклы повышается от примерно 6 до примерно 11,5. Преддефекация служит для флокуляции несахаристых веществ, как пектин и белки, и для осаждения труднорастворимых солей кальция.

Согласно настоящему изобретению под «диффузионным соком сахарной свеклы» или «экстрактом из сахарной свеклы» понимают сок, который извлекают из свежих свекловичных стружек путем противоточной экстракции при температуре примерно 65-75°С по так называемому диффузионному способу. Этот обогащенный сахаром диффузионный сок сахарной свеклы, наряду с сахаром, содержит еще различные органические и неорганические ингредиенты свеклы, которые называют как несахаристые вещества или несахарные вещества.

Согласно настоящему изобретению под содержащимися в сыром диффузионном соке «несахаристыми веществами» или «несахарными веществами» понимают высокомолекулярные вещества, такие как белковые вещества, полисахариды и ингредиенты клеточных стенок, а также низкомолекулярные органические соединения, как неорганические или органические кислоты, аминокислоты и минеральные вещества. В случае ингредиентов клеточных стенок речь идет, в частности, о пектинах, лигнине, целлюлозе и гемицеллюлозе. Эти вещества, также как белки, к которым, наряду с протеинами, относятся в частности нуклеопротеиды, находятся в виде гидрофильных макромолекул в коллоидно-диспергированной форме. В случае органических кислот речь идет, например, о лактатах, цитратах и оксалатах. В случае неорганических кислот речь идет, в частности, о сульфатах и фосфатах.

Под термином «известковое молоко» согласно изобретению, в частности, понимают гидроксид кальция, который образуется при сильно экзотермической реакции негашеной извести (оксид кальция) с водой и используется в качестве средства для дефекации при преддефекации и основной дефекации. Добавка известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы при преддефекации вызывает осаждение или коагуляцию несахаристых веществ в форме коагулята.

Согласно изобретению под термином «коагулят» понимают образующиеся вследствие процесса флокуляции комки находящихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахаристых веществ, которые также называют как содержащая белки фракция со стадии преддефекации. Коагулят содержит, в частности, нерастворимые или труднорастворимые соли, которые образуются путем реакции анионов органических или неорганических кислот с кальцием, и осадившиеся высокомолекулярные ингредиенты диффузионного сока сахарной свеклы, в частности, гидрофильного характера, как белковые вещества, полисахариды и ингредиенты клеточных стенок, которые обычно в виде коллоида-дисперсии диспергированы в диффузионном соке сахарной свеклы. Процесс флокуляции подразделяют на флокуляцию, при которой происходит агрегация за счет адсорбции мостикообразующими полимерами, и коагуляцию, при которой происходит агрегация за счет снижения, соответственно, уменьшения сил отталкивания. Скорость флокуляции зависит от температуры, значения рН и рода добавки известкового молока. Подвод механической энергии, например, в случае перемешивания и встряхивания, тепловой энергии, например, за счет повышения температуры, электрической энергии и т.д. может ускорять флокуляцию или коагуляцию. Осаждение отдельных ингредиентов сока, как, например, анионы, как оксалат, фосфат, цитрат и сульфат, а также коллоидов, как пектин и белок, происходит в определенных областях значений рН, причем в пределах этих областей значений рН происходит уплотнение осадка. Значение рН, при котором происходит флокуляция максимального количества коллоидов и почти полностью осаждение нерастворимых солей кальция, обозначают как оптимальнаую точку флокуляции преддефекации. Если осаждение осуществляют в оптимальной точке флокуляции, то происходит однородная стабильная коагуляция находящихся в коллоидно-диспергированном состоянии высокомолекулярных ингредиентов сока.

Осаждение и коагуляция пектинов и белков требует определенного, зависящего от температуры времени выдержки. Согласно изобретению предусматривается, что преддефекацию можно осуществлять как в виде холодной, так и также в виде теплой преддефекации. Холодную преддефекацию предпочтительно осуществляют при температуре преддефекации от примерно 38°С до 40°С. Преимущество холодной преддефекации заключается в улучшающем цвет эффекте, в случае сатурационного сока, низком содержании несахаристых веществ, более эффективной деструкции инвертного сахара и, в целом, более высоком эффекте очистки диффузионного сока. Согласно изобретению, однако, также существует возможность осуществления добавки известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы в виде теплой преддефекации при температуре диффузионного сока сахарной свеклы от 55°С до 75°С. Теплая преддефекация, по сравнению с холодной преддефекацией, в частности, имеет преимущество в том, что обработанный диффузионный сок сахарной свеклы содержит меньше бактериальных загрязнений.

Добавку известкового молока для преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы предпочтительно осуществляют согласно изобретению в виде прогрессивной преддефекации. Прогрессивную преддефекацию осуществляют путем постепенного повышения щелочности, соответственно, значения рН диффузионного сока сахарной свеклы, предпочтительно, путем медленного подвода известкового молока в качестве средства для дефекации или путем осуществляемых небольшими порциями отдельных добавок известкового молока, причем, в частности, медленно проходят оптимальное значение рН. Преимуществами прогрессивной преддефекации являются, в частности, улучшение фильтрационных свойств обработанного сока, более яркая окраска концентрированного сока и предотвращение перещелачивания. Сверх того, прогрессивная преддефекация делает возможным непрерывный способ работы.

Согласно изобретению также предусматривается, что прогрессивное подщелачивание диффузионного сока сахарной свеклы во время преддефекации можно осуществлять противотоком к уже подвергнутому подщелачиванию диффузионному соку сахарной свеклы, например, с помощью сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока со стадий сатурации. Прогрессивное подщелачивание противотоком означает, что возвращаемый сок более высокой щелочности как можно быстрее смешивают с соком более низкой щелочности без возможности возникновения в зоне смешения различных градиентов щелочности. При применении пригодных транспортных систем в аппарате для преддефекации преддефекаторе в системе обеспечивают, чтобы необходимое возвратное количество с высоким постоянством вводилось против направления основного потока.

Согласно изобретению предусматривается, после преддефекации и до отделения образовавшегося коагулята, добавление к преддефекованному соку, по меньшей мере, одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой от примерно 5 млн. вплоть до примерно 22 млн. в качестве полианионного флокулянта вплоть до концентрации 1-8 млн.^-1 Согласно настоящему изобретению под термином «флокулянт» понимают вещество, которое оказывает влияние на дзетапотенциал частиц в коллоидных суспензиях таким образом, что они агрегируются в хлопья и, например, после седиментации могут быть удалены из системы. Флокулянты поэтому должны преодолевать электростатическое отталкивание находящихся в воде чаще всего отрицательно заряженных частиц. Согласно изобретению в случае флокулянтов речь может идти также о вспомогательных для флокуляции средствах или ускорителях седиментации. Под терминами «вспомогательные для флокуляции средства» или «ускорители седиментации» согласно настоящему изобретению понимают соединения, которые вызывают комкование частиц твердых веществ в более крупные образования или хлопья. Благодаря комкованию в виде хлопьев твердые вещества за счет своей гораздо большей массы могут значительно быстрее седиментироваться. Одновременно увеличиваются поры между отдельными частицами, так что воду, которая находится в седиментированной густой суспензии, можно легко удалять путем фильтрации или центрифугирования. Используемые согласно изобретению полианионные флокулянты не обладают никаким коагулирующим действием, так как они не влияют на дисперсию частиц в жидкой фазе, а вызывают агрегацию частиц за счет абсорбции мостикообразующими полимерами.

В случае сополимеров акриламида и акрилата натрия, используемых согласно изобретению в качестве полианионных флокулянтов, речь идет о синтетических органических водорастворимых полиэлектролитах с относительно большой молекулярной массой от примерно 5 млн. до примерно 22 млн. Эти соединения являются от средне- до сильноионных. Особенно предпочтительно в качестве флокулянтов используют продукты 2440 и 2540 (выпускаются фирмой Stockhausen), а также AN 945 (выпускается фирмой Clarflok).

Согласно изобретению предусматривается отделение после достаточного времени выдержки коагулята, образовавшегося во время преддефекации и, в случае необходимости, при применении флокулянта, от преддефекованного сока при использовании устройства для разделения или сепаратора. Под термином «устройство для разделения» или «сепаратор» согласно изобретению понимают в частности устройство для разделения твердое вещество/жидкость. В основе разделения твердое вещество/жидкость лежат механические способы, которые основаны на использовании силы тяжести, центробежной силы, давления или вакуума. К способам разделения твердое вещество/жидкость, на которых основан принцип действия используемого согласно изобретению сепаратора, относятся, например, декантация, фильтрация, седиментация, осветление и центрифугирование.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, в качестве первого сепаратора используют декантатор или отстойник, в частности статический или динамический декантатор. Под термином «декантатор» или «отстойник», в частности статический или динамический декантатор, понимают устройство или аппарат, который служит для механического удаления седиментированных веществ из жидкости по принципу седиментации за счет силы тяжести. Согласно изобретению в частности предусматривается, что при использовании декантатора осажденные или подвергшиеся флокуляции после преддефекации несахаристые вещества отделяются от преддефекованного сока таким образом, что в нижней части декантатора осаждается одна объемная часть густой суспензии в пересчете на девятнадцать объемных частей преддефекованного сока. При возврате сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока со стадий сатурации на стадию преддефекации согласно изобретению предусматривается, что при использовании декантатора осажденные или подвергшиеся флокуляции после преддефекации несахаристые вещества отделяются от преддефекованного сока таким образом, что в нижней части декантатора осаждается одна объемная часть густой суспензии, в пересчете на девятнадцать объемных частей преддефекованного сока.

Согласно изобретению, в частности, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления предусматривается, что при использовании декантатора в качестве первого сепаратора к преддефекованному соку добавляют 1-3 млн.^-1 флокулянта.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения в качестве первого сепаратора используют центрифугу. Под центрифугой понимают устройство для разделения смесей веществ за счет использования центробежной силы. Находящийся во внутренней части вращающейся центрифуги разделяемый материал подвергается воздействию так называемой центробежной силы. В случае используемой в качестве первого сепаратора центрифуги речь идет предпочтительно о центрифуге тарельчатого типа или об отстойной центрифуге. Под термином «центрифуга тарельчатого типа» или «отстойная центрифуга» согласно изобретению понимают центрифугу с вращающимися коническими центрифужными металлическими ситами, с которых более тяжелые компоненты направляются наружу, в то время как более легкие компоненты накапливаются вблизи оси, откуда они выводятся наружу. Под термином «отстойная центрифуга» согласно изобретению понимают в большинстве случаев коническую и обычно непрерывно работающую центрифугу со шнековым выводом.

Согласно изобретению, в частности, предусматривается, что к преддефекованному соку добавляют 1-8 млн.^-1 флокулянта, например, при использовании центрифуги тарельчатого типа или отстойной центрифуги в качестве первого сепаратора.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения предусматривается, что коагулят, отделенный от осветленного преддефекованного сока при использовании первого сепаратора, далее концентрируется и уплотняется при использовании второго сепаратора, причем используется один второй сепаратор.

Согласно изобретению дальнейшее уплотнение и концентрирование коагулята предпочтительно осуществляют при использовании одного или нескольких мембранных фильтр-прессов (вертикальное разгрузочное устройство для фильтрационного осадка) или одного или нескольких пресс-фильтр-автоматов (горизонтальное разгрузочное устройство для фильтрационного осадка) в качестве второго сепаратора. Согласно настоящему изобретению под термином «мембранный фильтр-пресс» понимают фильтровальное устройство, которое выполнено либо в виде рамного фильтр-пресса, либо в виде камерного фильтр-пресса. Выполненный в виде рамного фильтр-пресса мембранный фильтр-пресс состоит из множества прямоугольных, вертикально стоящих, бороздчатых и параллельно соединенных пластин, которые покрыты мембранами или выполнены в виде мембранных фильтров, и расположенных между ними рам для приема фильтрационного осадка. Выполненный в виде камерного фильтр-пресса мембранный фильтр-пресс состоит из множества мембранных фильтрующих пластин, более толстый край которых выступает по отношению к собственной фильтрующей поверхности так, что между двумя такими пластинами образуется камера для приема фильтрационного осадка. При уплотнении и концентрировании коагулята при использовании мембранного фильтр-пресса за счет отжима дальнейшего осветленного преддефекованного сока согласно изобретению получают фильтрационный осадок с содержанием сухого вещества от примерно 60% до 70%.

Согласно изобретению полученный при использовании первого сепаратора коагулят также можно уплотнять и концентрировать далее при использовании одной или нескольких отстойных центрифуг, одного или нескольких ротационных вакуум-фильтров и/или устройств для разделения тарельчатого типа в качестве второго сепаратора, причем получают концентрат несахаристых веществ с высоким содержанием сухого вещества примерно от 40% до 70%, в частности от 60% до 70%, и более осветленный преддефекованный сок.

Получаемый при использовании второго сепаратора концентрат несахаристых веществ, соответственно, получаемые фильтрационные осадки несахаристых веществ с содержанием сухого вещества примерно от 40% до 70%, в частности, от 60% до 70%, являются особенно обогащенными питательными веществами, в частности, с высокой долей фосфата. Этот продукт представляет собой продукт нового типа при получении сахара.

Осветленные преддефекованные соки, получаемые за счет стадий разделения при использовании первого и второго сепараторов, согласно изобретению очищаются и затем подвергаются основной дефекации. Согласно настоящему изобретению под термином «основная дефекация» понимают дальнейшее добавление известкового молока к преддефекованному соку с целью повышения щелочности преддефекованного сока при повышенной температуре, причем получают сок основной дефекации. Задача основной дефекации заключается, в частности, в химической деструкции инвертного сахара и амидов кислот. Согласно изобретению в частности предусматривается, что основную дефекацию осуществляют путем добавки известкового молока вплоть до примерно 0,6 г СаО/100 мл осветленного преддефекованного сока, который получают после отделения коагулята. На стадии основной дефекации температуру повышают примерно до 85°С.

Согласно изобретению предусматривается, что получаемый при основной дефекации сок основной дефекации затем подв