CS254326B2 - Method of disaccharides winning from sugar beet and/or mangold heads - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu získávání disacharidů z hlíznatých rostlin, obsahujících disacharidy, při kterém se roztok disacharidů ve vodě nejprve ultrafiltruje a potom se deionizuje.

Způsob, při kterém se z difúzní šťávy, získané extrakcí repných řízků horkou vodou o teplotě 35 až 80 °Ό, získávají disacharidy ultrafiltrací, prováděnou kontinuální filtrací celofánovou trubkou, obklopenou dalšími trubkami z tkaniny, odolné proti poškození a umístěnou v ocelové trubce, přičemž filtrace probíhá za turbulentního toku, je znám z „Warenkennis en Technologie“, Vol. 4, str. 81 až 87 (1957). Při tomto způsobu se všechny koloidy udržují uvnitř trubky, aniž by by docházelo к ucpání membrány, a jsou nakonec vytlačovány z trubky ven. Cukrový roztok, obsahující všechny soli, prochází ve sterilním stavu membránou a je odebírán malým otvorem ve spodní části ocelové trubky.

Takto získaná sterilní řídká šťáva se může zcela zbavit všech solí pomocí katexů a anexů, aby se získal roztok, který plně odpovídá rafinované šťávě. Tímto výrobním postupem se získává cukr, který neobsahuje melasu jako vedlejší produkt. Melasa zpravidla ještě obsahuje nejméně 1/6 celkového množství cukru z cukrovky a je ve srovnání s cukrem zcela podřadným produktem.

Koloidní látky, které se odebírají samostatně, obsahují bílkoviny, kyselinu glutamovou, threonin, prolin a fenylalanin, což jsou hodnotnější látky než je melasa.

Pokud je známo, nebyl tento známý proces využit nikde v průmyslovém měřítku.

Protože však cukrovarnický průmysl, zaměřený na získávání cukru z cukrovky, stále více ohrožují stoupající ceny energie a zvyšují se mzdové náklady, byly následující aspekty známého postupu podrobeny dalšímu zkoumání pro případné praktické využití. Bylo tedy zjišťováno:

a) zda je možno najít řešení omezené skladovatelnosti cukrovky (dva až tři měsíce), poněvadž při delším skladování se snižuje obsah cukru;

b) zda je možno provádět extrakci cukru z hlíznatých rostlin, především z cukrovky, ekonomičtěji;

c) zda je možno účinněji oddělovat extrakt od vytoužených ríz*ků;

d) zda je možno nečistoty oddělovat z cukerného roztoku takovým působem, aby čištění cukru rekrýstalizací z cukerných roztoků nebylo nutné.

Ada) — před mnoha lety byl vypracován návrh na zvýšení stálosti cukrovky při skladování například proháněním studeného vzduchu a/nebo sušením řízků cukrovky a jejich zpracováváním v časovém intervalu osmi až devíti měsíců. Avšak žádný z těchto návrhů nepředstavoval řešení, které by bylo z technického a průmyslového hlediska přijatelné.

Ad b) — podle zavedené .praxe se opraná cukrovka krouhá na malé proužky či nudličky, načež se tyto proužky louží horkou vodou. Tato fáze výrobního procesu je nejkritičtější z hlediska velikosti ztrát cukru. Extrakce cukru horkou vodou se v praxi zpravidla provádí protiproudně. Cukr, který je přítomen v rozpuštěné formě ve šťávě v buňkách cukrovky, může opustit buňky pouze tehdy, jestliže je plasma s polopropustňou membránou denaturována nebo jestliže se buňky otevřou mechanicky. Jsou-li bulvy cukrovky rozmělněny na menší částice, nerozpouští se v průběhu extrakce horkou vodou pouze cukr, ale z porušených buněk se uvolňuje do roztoku také celá řada nežádoucích látek, přítomných v buňkách, například bílkoviny, soli, pryskyřice a polyní látky. Tato skutečnost znamená pro další výrobní proces takové množství přídavných komplikací ve srovnání s extrakcí cukru z řepných řízků, že se dnes používá pro extrakci výhradně řízků cukrovky. Při řezání cukrovky se porušují jen některé buňky, hlavní část buněk zůstává nedotčena. Pro extrakci cukru z neporušených buněk je třeba buňky denaturovat a otevřít při zvýšené teplotě. Taková změna struktury buněk je také označována za plazmolýzu. V závislosti na použité teplotě dochází к několika jevům. Při 60^{1 C}C protoplazma odumírá po· předchozím smrštění, zatímco při náhlém zahřátí na 70 °C dochází к tak rychlé denaturaci, že bílkoviny zůstávají ve své větší části v původním stavu a fixovány tam, kde byly předtím.

Při extrakci se nejprve vymývá šťáva z porušených buněk a přitom se také rozpouští mnoho* koloidních látek. Protože v průběhu denaturace bílkovin cukrovky se uvolňuje hydratační voda, 'která vypuzuje šťávu, dochází к vytlačování šťávy také z vnitřku řízků.

Hlavní část látek, zejména cukru, přítomných v rozpuštěné formě v řízcích, difunduje ze spojité soustavy silně rozvětvených kanálků, která je к tomuto účelu к dispozici v buněčných tkáních bulev po jejich denaturaci. Z tohoto důvodu se také tomuto postupu extrakce říká difúzní proces. V denaturované tkáni cukrovky dochází к výměně kapaliny, při které vstupuje malými póry osmotická voda do tkáně a velkými póry vystupuje cukerný roztok působením hydrostatického tlaku. Přitom malé ionty a molekuly jiných sloučenin než cukr postupují rychleji do šťávy než větší ionty a molekuly. Chování kationtů je rovněž ovlivněno velikostí aniontů. Pro dosažení elektronové neutrality mohou anionty difundovat pouze v případě, je-li difúzní potenciál větší než elektrický potenciál vzniklý separací nábojů. Pomalejší difúze větších aniontů zpomaluje z tohoto důvodu například sám o sobě rychlý transport iontů alkalických kovů.

S ohledem na děje, probíhající při plazmolýze, je žádoucí dosáhnout v co nejkrat254326 ším-čase zahřátí /řízkůrna ..teplotu. 75 ^CC až80 ^CC.· Τιηνse^rznačně.^omezují ztráty cukru,_; ke'kterým’ ·'dochází jeho''proměnou; vyvolá- ·, nou působením mikroorganisimů?

Při·'těchto vysokých teplotách .zůstává celulóza v buněčné struktuře téměř nezměněnná,-avšak pektiny nabobtnávají .a <n?koncc se i .rozkládají., Stoupá-li Obsah .pék-tiníuve ··-. šťávě·,*· tvOřící extrakt;· zvyšuje ^jse Obťžnost. zpracování·této-šťávy. Kromě ргетёп-у'рекtinů-Vyvolávají vysoké teploty 'současně změny ve struktuře řízků. Lisov-atelnost řízků a jejich ^stlačltelnost se.· zhoršuje a .kapilár*, ní systém.·* buněčné tkáně, řízků se. uzavírábobtnáním. Jemné kanálky se stále změn-, sují a^víoe nebo méně -se uzavírají, takže extrakce cukru se zpomaluje a o výsledkem-.jsou větší ztráty .-při 'difúzi..

Z těchto · důvodů < je extrakční proces složitý a jeho průběh není optimální;·

Ad· c) -— -pro nejlepší oddělení extraktu od-vyloučených- řízků se -vyloučené řízky vzávěru procesu stlačují, avšak s ohledem na . změny v buněčné’· tkáni cukrovky,· .popsané v odstavci b), -které·inhibují extrakci сикгль ještě přítomného v řízcích, nebylo možno až dosud dosáhnout optimálního oddělení.:

Ad d] — voda,--používaná.pro-extrakci, by měla být co nejčistší: Zejména -by-tato-voda... neměla Obsahovat rozpustné látky, které’ by . mohy· nepříznivě ovlivnit proces čištění cukerné šťávy.· Zejména voda, obsahující soli : alkalických kovů; je nevýhodná,·_;.protože ty* to -soli inhibují krystalizaci-cukru ve značném rozsahu apodporují nežádoucí produkt ci melasy.

Pro dosažení optmální krystalízace cukru v průběhu'-dalšího· zpracování surové šťávyje šťáva zahrála na 85 ⁹C a /smíchána ,s přebytkem hašeného-.-vápna-. Přítomné-volné kyseliny) vytvářejí-.-s-vápnem nerozpustné soli, které -se¹ spolu.s-řadow dalších-nečistot, . například ‘s bílkovinami, vyvločku-jí.· Část-- vápna- vytváří' monos-aekarát vápenatý a .další čásVsě rozpouští. Kalová sraženina, je^ neodfilt-rovatélnáv Z tohoto důvodu je* do «šťávy, zaváděn’ * plynný kysličník uhličitý-a vodní pára.·-Přitom se sacharát rozkládá as vytváří spo-ečně- s rozpuštěným⁵ vápnem nerozpustný-uhličitan vápenatý, který může být oddělen'filtrací.

Po'dvojitémi sycení·, a filtraci se získává/ cukerná-š-ťáva·;.která: obsahuje ko-lem- 15 °/o< hmotnostních cukru.- Tato šťá-va. se potom, zahušťuje ve vakuu v několikastupňovém.· procesu·, až- se získá nasycený roztok- který potom vykrystalizuje ve formě tak zvané cukrovaný, obsahující kolem 86-% hmotnostních cukru. Pro získání produktu s obsahem cukru téměř' 100 % hmotnostních, je nutno, cukrovinu oddělit· od?matečného louhu odstředěním, načež se popsaný postup s matečným louhem několikrát opakuje,. dokud: se nezíská’ melasa- jako, nežádoucí vedlejší produkt.

Bylo^ř zjištěno, že všechny shora uvedené nedostatky a problémy mohou být odstra něny zpusobemopqdle/-vynálezů. PředměteůV vynálĚSu.bje způsob., získávání задЬаШй iz bulev cukrovky ya/nebo :mangoldů,,.při. němž,, se získaný roztokadisachapidů ₄ye.vodě nej_f prvcvpgdrubí. ultrafíltřa-ůi, a kolofdnl_<5a _ťjie-/ rozpuštěné rSlQžky. se odstraní načež se roz,-,· tokrppdrobí· vyměněn iontů .s ďemiůQ^4lÍza,QÍí. vyznačující se tím, že se bulvy cukrovky. _fo. obsahu cukru <_16 <až-:-19,.%. hmotnostních . <a/j /'nebon mangoldu o obsahu cukru,6,až Д2,.-% ... hmotnostních mechanicky rozmělní na.drX, kapalina-přítomná -v .detú sejodsíraní a,drť.-_t se extrahuje vodou o teplotě., do. ,18 °C,.p^ kontaktní-dabu.do-0,5 hodiny a.^získanýyQdT, ný .extrakt se /sníženým množstvím. necukerných -složek t se podrobí., ultrafiltracd,. dennnGcaldzaci a zahuštění..

Rozmělněním hlíziiatýGh,plodin mechanickým postupem na.dři set dosahuje . tqho, žq /_ cukr./ .přítomný ·. v .drti, nemusí být ex-ttahQ-,. ván· difúzi jako, to bylo «nezbytné mřepnýph ,. řízků,, nýbrž lze. jeho roztok,z rmechanicky / rozdrcených; buněk- hlíznatých rostlin vy-/, pláchnout, prostýmn vymytím.? vodou, , která _ιξ mámmšbteploAunsž. 18f'C.. .

Při použili, vody s nižší teplotou.než 1$ЛС _; se extrahuje..méně cukerných sloučenin, v.porovnání sextrakcí horkou,.vod-от.. ргфvár,~ dě^ou podle postupu b). Z toho.?důvodm je._; možno·.z výrobního· procesu_;vypustit;několik, čist cích oparací. .

Mechanické-rozmělňování nardet může být; prováděno -například strouháním,pomocí zařízení,< běžně, používaného při zpracovaní brambor, pomocí odstředivého čerpadla, s·, otevřeným dmychadlem» , nebo·, pomocí i vibračních mlecích zařízení. Přednostně se раки používá zejména-strouhacího zařízení.

Po< rozmělnění se od sebe odděluje, štáva^ a vlastní drť., Takové;· oddělování může_; být, prováděno, mnohem _; účinněji, než , tomu/by-?lo и·.-známých·· procesům, protože v průběhů rozmělňování se téměř všechny buňky, hjí.zovitých plodin otevřou a, .nedochází .k ,dena.> turaci neotevřených buněk, při zvýšené, tep?, lote. Vhodnými, separačními · postupy., jsqu zejména'

a.) .použití odstředivých sít s,otočným košem/ ve. kterých; může být -šťáva vymyta z,., buněk,· b-J-použití-vakuového pásového filtru,

c.). použití Bowlovy dekaníační .nádoby sec spirálou.

V další>výrobní joperacLse. získaný. roztok podrobuje ultrafiltrací, při které se. zachytí všechny koboidní.-a nerozpustné, sloučeniny, (retentái); Prošlá- část: (permeátobsahuje více sodných a « draselných solí než řídká_. cukerná-, šťáva, získávaná. klasickým postupem, protože и klasického _ř postupu se -pod- , statná část , sodných · a · draselných. solí, dostává í do melasy, zatímco и způsobu podle· vynálezu se dostvá< do. permeátm Aby. se tyto< soli· odstranily, je· třeba, permeát.. véstpřes ionex..

Rozmělněná, hmota, se výhodně, nejprve

25432В oddělí z větší části od kapaliny, -která je v ní obsažena, a potom se z ní extrahují další látky vodou s teplotou od 10 ^QC.

Doba působení extrakční vody je nejvýše půl hodiny, avšak tak dlouhá doba je jen zřídka nutná, protože ve skutečnosti к extrakci dochází okamžitě při prvním styku s vodou.

Kromě toho je velmi důležité, aby bylo množství vody, použité pro extrakci, voleno takovým způsobem, aby získaný roztok obsahoval 12 až 14 % hmotnostních cukru.

Další důležitou výhodou způsobu podle vynálezu je, že permeát podrobený ultrafiltraci, demineralizaci na ionexu a koncentrací je tak čistý, Že pro získání téměř čistého· řepného cukru není nutno provádět mriohastupňovou krystalizaci a nakonec získávat vedlejší produkt ve formě melasy. Ie samozřejmé, že koncentrovaný roztok může být dále koncentrován a/nebo ochlazován až к nasycení, takže cukr obsažený v roztoku krystalizuje, ale tato operace není nezbytná pro čištění. Produkce a expedice čistého koncentrovaného cukerného¹ sirupu je rovněž velmi důležitá z ekonomických důvodů, protože v praxi je mnoho oborů využití cukru, které vycházejí z koncentrovaných roztoků.

Další výhodou je, že při způsobu podle vynálezu není třeba přidávat jiné necukerné látky, pro vyvolání specifických reakcí, takže tyto přidávané látky potom není třeba •opětně odstraňovat po proběhnutí příslušných reakcí. Způsob podle vynálezu totiž probíhá i bez přidávání jakýchkoliv dalších reakčních složek.

Kromě uvedených výhod má způsob podle vynálezu ještě další důležitou přednost, spočívající v možnosti použití mangoldu místo cukrové řepy jako výchozího materiálu.

Cukr se již po mnoho desetiletí získává z cukrovky s obsahem cukru 16 až 19 % hmotnostních extrakcí cukrovky vodou způsobem popsaným shora, po· kterém se zhruba postupuje tak, že se oddělí vytoužené řízky a získaný produkt se zpracovává vápnem a kysličníkem uhličitým, aby se vysrážely pektiny a albuminy. Pak se oddělí vysrážené částice a získaná řídká šťáva se ikoncentruje odpařováním. Z nasyceného roztoku se vykrystaluje cukr, který se nakonec oddělí.

Dosud se nepovažovalo z ekonomických a provozně technických důvodů za možné použít mangoldu s obsahem cukru 6 až 12 % hmotnostních pro získání cukru. Předpokládalo se totiž, že při zpracování mangoldu by vznikalo podstatně více řízků než při zpracování cukrovky.

Bulvy mangoldu obsahují v porovnání s bulvami cukrové řepy mnohem více sodíku a více draslíku, méně hořčíku a také méně vápníku. Proto je poměr К + Na к Mg + Ca mnohem větší, než je tomu u cukrovky. Podrobné údaje jsou uvedeny v práci ,,De onderscheiding van suikerbietenrassen op grond van minerále samenstelling van loof en wortel“ od P. J. H. van Ginnekena, publikované v „Medelingen van het Institut voor Siukerbietenteelt“ Bergen op Zoom, Holandsko, září 1940, a v části IX — 1939 stejné publikace.

Jak již bylo řečeno při popisování známého způsobu v odstavci d), přítomnost četných sodných a draselných iontů v extraktu, obsahujícím cukr, byla u dosud známých způsobů velmi škodlivým jevem z hlediska hospodárnosti procesu.

Kromě toho přítomnost většího množství draslíku podporuje tvorbu značného množství melasy.

Avšak využití mangoldu pro výrobu cukru by mělo tyto výhody:

1. V případě cukrovky je nutnou a běžnou praxí, že odběratel platí za dodané bulvy podle jejich cukernatosti, tj. platí za obsah cukru. Naproti tomu v případě mangoldu jako výchozího materiálu by bylo možno cenu stanovit podle dodaného hmotnostního množství bulev. Hektarový výnos mangoldu je totiž mnohem větší než výnos cukrovky, takže rozdíly v obsahu cukru ztrácejí na významu.

2. Při využití mangoldu jako výchozího» materiálu pro získávání řepného cukru může být výrobní proces v cukrovarech plynulejší, protože stálost mangoldu při skladování je nejméně 7 měsíců, zatímco cukrová řepa může být skladována po dobu dvou až tří měsíců. Kampaň v cukrovarech by se tak mohla prodloužit z dosavadních tří měsíců na asi 7 až 10 měsíců.

Z tohoto hlediska je důležité poskytnout několik informací o rozdílech mezi cukrovou řepou a mangoldem.

Obě odrůdy pocházejí z řepy Beta-vulgaris. Z této původní řepy bylo vyšlechtěno několik odrůd v průběhu desetiletí, přičemž vlastnosti těchto odrůd byly usměrňovány s ohledem na jejích konečné využití. Přitom se uplatňovala dvě více méně protichůdná hlediska, jednak zvyšování výnosu z jednotky plochy a jednak zvyšování cukernatosti.

Mangold má nsjvyšší výnos na jednotku plochy ze všech odrůd řepy a také nejvyšší výnos cukru na jednotku plochy, avšak obsah cukru v bulvách je nízký, takže při zpracování zbývá značné množství řízků jako vedlejšího produktu. Mangold je navíc zralý poměrně pozdě, takže má v období sklizně velké množství listů.

Tyto odrůdy řepy využívají půdní vláhu mnohem lépe než jiné druhy řepy. Z tohoto důvodu jsou odolnější proti delším obdobím sucha. Ze stejného množství vody a živin jsou schopny vyprodukovat mnohem větší objem sušiny než odrůdy cukrovky. Avšak nejsou vhodné pro získávání cukru známými výrobními postupy, protože množství řízků připadající na hmotnostní jednotku řepy, je podstatně větší, než když se jako výchozího materiálu použije cukrovky. Také obsah cu254326 kr-u vztažený na hmotnostní jednotku řepy je odstat-ně nižší.

Cukrová řepa má větší obsah cukru, avšak dává nižší výnosy z jednotky plochy než mangoid. Množství listů v době sklizně je u cukrovky podstatně menší než u původní řepy Beta-vulgaris a také než u mangoldu, protože cukrovka dozrává brzy. Pro získávání cukru známými způsoby je cukrovka vhodnější než mangold, protože na hmotnostní jednotku řepy se získává méně vytužených řízků a více cukru.

Příklad 1

Praný mangold se rozmělní na struhadle, používaném ve škrobárenském průmyslu při zpracování brambor. Získaná nastrouhaná hmota označovaná jako drť se promývá vodou o teplotě 18 ^CC v kontinuálním několikastupňovém promývacím procesu, založeném na protiproudém principu, a potom se vytoužená drť oddělí od kapaliny. Tato operace se provádí v dekantačním zařízení s pevnou miskou a spirálou. Při postupu se používá tří ta-kových dekantačních zařízení, uspořádaných do série. Z posledního dekantačníbo zařízení se odebírá vytoužená drť, zbavená cukru a odstředěná na obsah sušiny až 35 °/o hmotnostních. Do· posledního dekantačního zařízení se přivádí drť, částečně zbavená cukru, z druhé dekantační nádoby, která se smísí s vodou o teplotě 10 ^C’C. Množství vody je minimální, protože operace probíhá protiproudně. Toto množství se může určit výpočtem při určité toleranci na ztráty cukru v drti, jestliže je známo, že drť může být ve třetím stupni snadno odstředěna na obsah sušiny až 35 % hmotnostních.

Stejná operace se opakuje třikrát. Z prvního dekantačního zařízení se získává buněčná šťáva, které se použije jako násady pro ultrafiltraci.

Do prvního dekantačního zařízení se uvádí drť ze strouhacího zařízení smísená se zředěnou buněčnou šťávou ze druhého dekantačního zařízení.

Při ultrafiltraci se získá permeát a -retentát.

Retentát obsahuje bílkoviny, pektiny a pryskyřice, které se například smíchávají se získanou drtí, zbavenou cukru, a prodávají se jako krmivo pro hovězí dobytek.

Permeát se dále čistí vedením přes měniče iontů a odbarvuje se pomocí adsorbentů.

Takto získaný velmi čistý cukerný sirup je vhodný pro přímou konzumaci lidmi.

Příklad 2

Drť ze strouhacího zařízení z příkladu 1 se zbaví cukru a vody pomocí několikastupňového protiproudového promývání na odstředivých sítech.

Potom se drť, zbavená cukru, lisuje pro úpravu obsahu vody a tím také snížení cukerných ztrát na únosnou míru.

Získaná mírně zředěná buněčná šťáva se potom dále zpraco-vává stejným postupem jako v příkladu 1.

Příklad 3

000 kg mangoldu se rozmělní na drť pomocí strouhacího zařízení, používaného ve škrobárenském průmyslu při zpracování brambor. Drť se potom přímo v odstředivce rozdělí na 490 kg vytoužené drti a 900 kg buněčné šťávy. Přitom se drť promývá vodou o teplotě 9 °C v celkovém množství 390 kilogramů, aby se drť v co největší míře zbavila cukru. Mírně zředěná buněčná šťáva se potom podrobí kombinované ultrafiltraci. Před diafiltrací se přidá 90 kg vody o teplotě 9 ^CC za účelem zředění 89 kg retentátu z první ultrafiltrace a za účelem odstranění cukru v co největším rozsahu.

Výsledný retentát obsahuje pouze 1 °/o hmotnostní cukru. Takto vyčištěný permeát (filtrát) o hmotnosti asi 900 kg obsahuje

9,7 % hmotnostních cukru, jak -bylo zjištěno polarimetricky a 13,4 °/o hmotnostních sušiny.

Obsah invertního cukru je 5,4 % hmotnostního, vztaženo na hmotnost sušiny.

Vyčištěná šťáva se potom demineralizuje nejprve katexovou pryskyřicí a pak anexovou pryskyřicí. Vyčištěná šťáva je téměř bezbarvá a obsahuje pouze 5 % hmotnostních necukerných látek, vztaženo na hmotnost sušiny.

Šťáva se potom koncentruje v odparce na koncentraci 71 % hmotnostních sušiny. Bílý cukr, získaný krystalizací, je vynikající kvality a není o nic horší než jiné granulované cukry.

Příklad 4

450 kg mangoldu se v řezacím zařízení nařeže na kousky s největším rozměrem 8 cm. Tyto předběžně nařezané kousky se dopravují pomocí šnekového ústrojí do homogenizátoru, ve kterém se rozmělní na drť.

Tato drť se potom zpracuje stejným způsobem jako v příkladu 3.

Příklad 5

600 kg ddě připravené podle příkladů 3 nebo 4 se zbavuje cukru na rychle se otáčejíc m sítu. Oddělování cukru se provádí ve čtyřech stupních, přičemž drť se pohybuje proti proudu šťávy. V posledním stupni se drť odcukerňuje 235 kg vody o teplotě 9 °C. Kapaliny oddělené ve čtvrtém stupni odstře· dování se použije pro odcukernění odstředěné drtě z druhého stupně. Tato operace se provádí ve třetím stupni. Kapalina odstředěná v tomto stupni se vede do odstředěné drti z prvního stupně a drť ze třetího stupně se vede do čtvrtého stupně.

Směs odstředěných kapalin pocházející ze

5 4 3 2 6 ^{s ?} třetího stupně a drtě z prvního stupně se zbavuje vody ve druhém stupni.

Šťáva z druhého stupně se mísí s neředěnou šťávou z prvního stupně. Tímto postupem se získá mírně zředěná buněčná šťáva v množství 520 kg, která se přivádí do ultrafiltrace pro první čištění od bílkovin, pryskyřic a pekťinů.

Další zpracování se provádí stejně jako v příkladu 4. Podobně jako v předcházejících příkladech se i v tomto příkladu získá granulovaný cukr dobré kvality.

Příklad 6

Opraná cukrová řepa se rozmělní ve dvou kladivových mlýnech, které jsou zařazeny v sérii. V prvním mlýně se řepa rozdrtí na částice o průměrné velikosti 1 mm. Ve druhém mlýně se tyto částice řepy rozmělní na velmi jemnou kaši, aby se otevřely v podstatě všechny rostlinné buňky a umožnila se extrakce šťávy prováděná v následujícím stupni.

Extrakce se provádí v dekantačním zařízení s pevnou miskou a se spirálou. Aby se snížilo množství promývací vody a aby se potlačily ztráty cukru, provádí se exťřakče kontinuálním protiproudným čtyřstupňovým postupem loužení. Tento stupeň tedy zahrnuje čtyři shora uvedená dekantační zařízení. V prvním dekantačním zařízením vstupuje čerstvě namletá řepná kaše do extrakčního prostoru, ve kterém se rozděluje na hezředěnou řepnou šťávu a drť bohatou na cukr. Tato drť se mísí se zředěným dekantátem ze třetího stupně a vrací se do druhého stupně. Ve druhém stupni se ze směsi získává dekantát, který se mísí s nezředěnou řepnou šťávou.

Drť z druhého stupně se mísí s dékantátem ze čtvrtého stupně a vzniklá směs se vrací do druhého stupně, kde sě rozděluje na dekantát a drť.

Konečně drť z třetího stupně se přímo smísí s poměrně malým množstvím čerstvé vody o' teplotě okolí (12^C,C). Ve‘ čtvrtém stupni se tedy provádí poslední dělení, přičemž vzniká řepná drť, která má přijatelně nízký obsah cukru. Vzniklá drť se výborně hodí jako bezprostřední krmivo pro hovězí dobytek nebo к silážování. Z každých 70 t řepy o cukernatosti 16 % hmotnostních se extrahuje 75,3 t řepné šťávy, jejíž celkový obsah cukru, vztažený na řepu, je 15,8 % hmotnostních.

Celková doba setrvání v procesů'od fáze, kdy je řepa ještě celá, až do získání řepné šťávý shora popsaným způsobem je velmi krátká á‘čmí 5 až 10 minut. Tátů doba závisí na 'rozmístění potrubí apod.

Další stupeň postupu spočívá' v úplném odstranění koloidních látek a složek, které mají charakteristický průměr asi 20 000 daltoriů. Aby se snížily ztráty cukru v retentátu, provádí se' tento postup jako kombinace ultrafiltrace a dia-ultrafiltrace. Púužité zařízení se skládá z trubkovitých membrán. Ze 75,3 t řepné šťávy se získá 79,0 t permeátu s obsahem cukru 15,5 % hmotnostríibo, vztaženo na řepu. Na diafiltraci se použije 7,17 t čerstvé vody. Retentát v množství 3,8 t se přidá к oďcukérňěné drti určené jako krmivo přoHiovězí dobytek.

Doba setrvání retentátu ve filtračním stupni je závislá na zvoleném systému, ale činí nejvýše 10 minut. To je velmi důležité proto, aby se zabránilo mikrobiálnímu napadení cůkru. S permeátem se manipuluje jako se sterilním proudem. Poté se permeát vyčistí na absolutně čistý cukerný sirup v deionizační jednotce a zkoncentruje se v odparce. Konečný výtěžek vodojasného cukerného sirupu je 15,7 t při obsahu cukru 15,27 proč., vztaženo na řepu. Koncentrace sirupu je asi 70 % hmotnostních.

Příklad 7 t směsi maňgoldu a ^;cukróvé řepy hmotnostně 1:1 se zpracovává ve výrobní jednotce popsané v příkladu 6' Cukrovka niá obsah cukru 16 % hmotnostních a mangold 12 % hmotnostních. Směs cukrovky a maňgoldu 1:1 obsahuje 14,3 °/o cukru. Koeficient čistoty (který je definován jako hmotnostní poměr cukru к celkovému obsahu sušiny ve' šťávě) je w mangoldu nižší než u cukrovky a činí obvykle 80 až 88 %.

Rozmělňování směsi vo dvou kladivových mlýnech zapojených do série je úplně stejné, jako' v případě samotné cukrovky. Ultra¹filtrace a diafiltrace je snadnější, poněvadž mangold obsahuje méně koloidních látek a šťáva obsahuje méně sušiny. Rozsah deionizače jé o 15 % hmotnostních nižší ve srovnání s postupem, při kterém se zpracovává samotná cukrovka.

Výtěžek absolutně vyčištěného cukerného sirupu je 13,9 t.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob získávání disacharidů z bulev cukrovky a/nebo mangoldu, při němž se získaný roztok disacharidů ve vodě nejprve podrobí ultrafiltraci a koloidní a nerozpuštěné složky se odstraní, načež se roztok podrobí výměně iontů s deinineralizací, vyznačující se tím, že se bulvy cukrovky o obsahu cukru 16 až 19 % hmot, a/nebo mangoldu o obsahu cukru 6 až 12 % hmot, mechanicky rozmělní na drť, kapalina přítomná v drti se odstraní a drť se extrahuje vodou o tep lotě do 18 ^cC po kontaktní dobu do 0,5 hodiny a získaný vodný extrakt se sníženým množstvím necukerných složek se podrobí ultrafiltraci, demineralizaci a zahuštění.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se к extrakci použije vody o teplotě do 10 ^?’C.
3. 3. Způsb podle bodů 1 až 2 vyznačující se tím, že se extrakce vodou provádí do obsahu cukru ve vodě 12 až 14 °/o hmot.