DE361594C

DE361594C - Process for cleaning sugar juices

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Publication number: DE361594C
Application number: DEE20933D
Authority: DE
Original assignee: ELEKTRO OSMOSE AG GRAF SCHWERIN GES
Current assignee: ELEKTRO OSMOSE AG GRAF SCHWERIN GES
Priority date: 1915-02-19
Filing date: 1915-02-19
Publication date: 1922-10-17

Description

Verfahren zum Reinigen von Zuckersäften. Die Gewinnung von Zucker aus den zuckerhaltigen Pflanzen, wie z. B. insbesondere Zuckerrüben, umfaßt im wesentlichen drei Fabrikationsstadien, und zwar die Gewinnung des Saftes aus den Pflanzen, die Reinigung desselben und die Gewinnung des mehr oder weniger reinen Zuckers aus dem gereinigten Saft. Das zweite Stadium des Fabrikationsganges, d. h. die Reinigung des Rohsaftes, zerfällt bei der praktischen Zuckerfabrikation wiederum in eine größere Reihe von Einzelverfahren, auf die jedoch hier nicht näher eingegangen werden braucht.Process for cleaning sugar juices. The extraction of sugar from the sugary plants such. B. in particular sugar beet, comprises essentially three stages of production, namely the extraction of the sap from the plants that Purification of the same and the extraction of the more or less pure sugar from the purified juice. The second stage of the manufacturing process, i.e. H. the cleaning of the raw juice, in the practical sugar production again breaks down into a larger one A number of individual procedures which, however, need not be discussed in more detail here.

Die Reinigung zuckerhaltiger Säfte macht erhebliche Schwierigkeiten, weil die in den Säften enthaltenen Nicht-Zuckerstoffe außerordentlich verschiedenartig sind.The cleaning of sugary juices causes considerable difficulties, because the non-sugars contained in the juices are extremely diverse are.

Die Nicht-Zuckerstoffe bestehen im wesentlichen aus kolloiden Bestandteilen, Eiweißkörpern und Pektinstoffen, sowie Salzen organischer und anorganischer Natur. Insbesondere ist die Anzahl der organischen Substanzen eine große. Sie gehören den verschiedensten Körperklassen an.The non-sugar substances essentially consist of colloidal components, Protein bodies and pectins, as well as salts of an organic and inorganic nature. In particular, the number of organic substances is large. You belong to the different body classes.

Es wurde schon vielfach versucht, die Zuckersäfte mit Hilfe des elektrischen Stromes zu reinigen. Prinzipiell beruhen die versuchten Verfahren entweder auf elektrolytischer Wirkung, auf Elektrodialyse und schließlich auf elektroosmotischer Wirkung.It has been tried many times to make the sugar juices with the help of the electric To clean electricity. In principle, the attempted processes are based either on electrolytic ones Effect, on electrodialysis and finally on electroosmotic effect.

Bei einigen dieser Verfahren wurde der zu reinigende Zuckersaft zwischen zwei Diaphragmen in einem dreiteiligen E12 trö-siergefäß eingeschlossen, um die positiven und negativen Ionen nach den seitlichen Räumen abzuführen. Hierbei wurden Diaphragmen aus den verschiedensten Materialien, wie z. B. gebranntem Ton, Pergament, Pergamentpapier usw., angewandt. Das Material derb Diaphragmen spielte dabei nur insofern eine'' Rolle, als es geeignet sein mußte., die Trennung der Flüssigkeiten aufrechtzuerhalten, ohne dem Strom einen allzu großen Widerstand entgegenzusetzen. Wie nun gefunden wurde, läßt sich bei Anwendung von Diaphragmen desselben Materials zur Abtrennung der Räume aber niemals eine vollständige Reinigung des Zuckersaftes erzielen. Bei Anwendung von Diaphragmen aus zelluloseartigem Material, gebranntem Ton und ähnlichen Substanzen vor beiden Elektroden, verbleiben gewisse saure organische (elektropositive) Bestandteile und Kolloide, bei Anwendung von Diaphragmen aus Substanzen, wie z. B. tierischer Haut vor beiden Elektroden, verbleiben basische organische (elektronegative) Substanzen und Kolloide im Zuckersaft. Überdies veranlassen einige der angewandten Diaphragmen durch Kataphörese Überführung des Zuckers in die seitlichen Räume und daher Zuckerverluste.In some of these procedures, the sugar juice to be cleaned was between two diaphragms enclosed in a three-part E12 comforting vessel to protect the discharge positive and negative ions to the side spaces. Here were Diaphragms made from a wide variety of materials, such as B. fired clay, parchment, Parchment paper, etc., applied. The material of coarse diaphragms only played A role insofar as it had to be appropriate, the separation of liquids without putting too much resistance to the current. As has now been found, when using diaphragms of the same material but never a complete cleaning of the sugar juice to separate the rooms achieve. When using diaphragms made of cellulosic material, fired Clay and similar substances in front of both electrodes, certain acidic organic remain (electropositive) components and colloids, when using diaphragms made of substances such as B. animal skin in front of both electrodes, basic organic remain (Electronegative) substances and colloids in sugar juice. Moreover, some instigate of the applied diaphragms by cataphoresis transfer of the sugar to the lateral ones Spaces and therefore sugar losses.

Infolgedessen konnte sich keines dieser Verfahren dauernd in die Praxis einführen, da entweder der Reinheitsquotient nicht verbessert wurde oder Zuckerverluste entstanden.As a result, none of these procedures could endure in practice because either the purity quotient was not improved or sugar losses developed.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zur Reinigung von Zuckersäften, welches gestattet, aus dem Zuckersaft sämtliche Nicht-Zuckerstoffe, kolloider und nichtkolloider Art, sowie die Ionen herauszuschaffen und wobei weiterhin j eglicher Zuckerverlust durch Diffusion, Invertierung usw. vermieden wird. " Es wurde gefunden, daß es bei der elektroosmotischen Behandlung vog,-Z,üc e °teiC a#- ektt-`fre =Nä£ür de,@ Dihragmas ankommt,.urnd#ß mara.-uu2r- haupt_ zu. unterscheiden.-hat--zwischen _ pƒsitiv und negativ wirkenden Diaphragmen, wobei auch noch deren Ladungsgröße verschieden sein kann. Das Verfahren läuft daher darauf hinaus, daß man den Zuckersaft zwischen Diaphragmen der Wirkung des elektrischen Stromes aussetzt, die ein solches Potential besitzen, daß die wirklichen Ionen, die elektronegativen und die elektropositiven Stoffe durch die Diaphragmen hindurchwandern, daß diese jedoch die Moleküle des Zuckers nicht hindurchlassen. Vor die Anode wird daher ein Diaphragma positiver Ladungsfähigkeit geschaltet, welches die Säurereste und die elektronegativen Substanzen in den Anodenraum wandern läßt, den elektroosmotischen Durchgang der Zuckermoleküle und die nicht elektrische Diffusion jedoch verhindert. Anderseits wird vor die Kathodenseite ein negatives Diaphragma geschaltet, welches zwar die basischen und elektropositiven Substanzen, nicht aber den Zucker passieren läßt. Als geeignetes Diaphragmenmateriäl für--s katho_dscfie Diaphragma._hat sich Zellulose, $< -l@--@-'skose, -erwiesen,-_.während -als änodisches Diaphragma vorteilhaft Eiweißkörper, die in dieser Anordnung als positives Diaphragma wirken, z. B. tierische Blase, zu verwenden sind. Deren Ladung ist zwar positiv, aber nicht so hoch, daß sie den elektrisch nicht ganz indifferenten Zucker bei alkalischer Reaktion nach der Anode wandern ließe. Anderseits ist die Viskose zwar elektronegativ, aber nicht so stark, daß der Zucker nach der Kathode wandern würde.The present invention now relates to a method for cleaning sugar juices, which allows all non-sugar substances, colloidal and non-colloid types, as well as the ions, to be removed from the sugar juice and any loss of sugar due to diffusion, inversion, etc. is also avoided. " It was found, that it is in electroosmotic treatment vog, -Z, üc e ° teiC a # - ektt-`fre = Nä £ ür de, @ Dihragmas arrives, .urnd # ß mara.-u u 2r- h a upt_ to. distinguish.-has - between _ positive and negative-acting diaphragms, where their charge size can also be different. The method therefore amounts to exposing the sugar juice between diaphragms to the action of the electric current, which have such a potential that the real ions, the electronegative and the electropositive substances migrate through the diaphragms, but the molecules of the sugar do not let through. In front of the anode, a diaphragm with positive chargeability is therefore connected, which allows the acid residues and the electronegative substances to migrate into the anode space, but prevents the electroosmotic passage of the sugar molecules and the non-electrical diffusion. On the other hand, a negative diaphragm is connected in front of the cathode side, which allows the basic and electropositive substances to pass through, but not the sugar. Cellulose, $ <-l @ - @ - 'skose, -proved, -_ . B. animal bladder are to be used. Their charge is positive, but not so high that it would cause the electrically not completely indifferent sugar to migrate to the anode in the event of an alkaline reaction. On the other hand, the viscose is electronegative, but not so strong that the sugar would migrate to the cathode.

Die nicht elektrische Diffusion des Zuckers aus dein Saft sowohl nach dem Anoden- wie nach dem Kathodenraum ist unter Uniständen praktisch zu vernachlässigen.The non-electrical diffusion of the sugar from your juice both after the anode as well as the cathode compartment can be practically neglected under unistands.

Die Apparatur besteht im wesentlichen aus einer Zelle, die durch ein Diaphragma, z.-B. aus Viskose und ein solches z. B. aus Blase, in drei Teile geteilt ist. In den beiden äußeren Räumen liegen die perforierten Pole an den Diaphragmen an, und zwar die Anode an der (positiven) Blase, die Kathode an der (negativen) Viskose. Der Mittelraum nimmt die Zuckerlösung auf, während Anoden- und Kathodenraum mit Wasser gefüllt werden. Letzteres wird während des Prozesses häufiger gewechselt. Beim Einschalten des Stromes wandern zunächst die Säurereste durch das anodische Diaphragma in den Anodenraum, die basischen Bestandteile durch das kathodische Diaphragma in den Kathodenraum, sodann beginnen die elektronegativen Substanzen und Kolloide nach der Anode, die elektropositiven nach der Kathode zu wandern, wo die Kolloide sich entweder absetzen oder nach dem Anoden- bzw. Kathodenraum durchgehen. Unter Umständen fallen auch gewisse Bestandteile im Mittelraum aus.The apparatus consists essentially of a cell, which is through a Diaphragm, e.g. made of viscose and such. B. from bladder, divided into three parts is. In the two outer spaces, the perforated poles are on the diaphragms on, namely the anode on the (positive) bubble, the cathode on the (negative) Viscose. The central space holds the sugar solution, while the anode and cathode compartments be filled with water. The latter is changed more frequently during the process. When the current is switched on, the acid residues first migrate through the anodic Diaphragm into the anode compartment, the basic components through the cathodic diaphragm into the cathode compartment, then the electronegative substances and colloids begin after the anode, the electropositive to migrate to the cathode, where the colloids either settle down or go through to the anode or cathode compartment. Under Under certain circumstances, certain components in the middle area also fail.

Das beschriebene Verfahren kann man in verschiedenen Stadien der Zuckerfabrikation einsetzen lassen, und zwar beim Diffusionssaft, beim geschiedenen und saturierten Saft, bei der Melasse, beim Rohzucker-Erstprodukt und schließlich beim Nachprodukt. Im Prinzip sind die Vorgänge im wesentlichen die gleichen. Geht man vom Diffusionssaft aus, also von dem Produkt, welches durch Behandlung der zerkleinerten Rübenschnitzel mit heißem Wasser gewonnen wird, so zeigt es sich, daß die Nicht-Zuckerstoffe in der erwarteten Weise, und zwar die Säuren und die elektronegativen Komponenten durch das anodische Diaphrägma, die Basen, und zwar die organischen und unorganischen, sowie die elektropositiven Komponenten durch das kathodische Diaphragma aus dem Saft herauswandern. In einem bestimmten Moment beginnt ein lebhaftes Wandern und Ausflocken der Pektin- und Eiweißkörper, die sieh teils an dem anodischen, teils an dem kathodischen Diaphragma ansetzen. Aus dem abgezogenen Saft lassen sieh die Eiweißkörper durch Zentrifugieren oder Filtrieren entfernen. Falls der Saft noch Invertzucker enthalten sollte, kann man, um diesen zu zerstören und auch andere in dem Saft noch vorhandene Substanzen zu zerlegen und zu aktivieren, den Saft in der üblichen Weise mit Kalk scheiden. Die hierfür notwendige Menge Kalk beträgt nur einen Bruchteil (etwa 'ha) der sonst üblichen Menge. Der Saft kann dann saturiert und einer nochmaligen elektroosmotischen Behandlung unterworfen werden. Es zeigt sich nunmehr, daß jetzt alle Nicht-Zuckerstoffe ausgeschieden werden können. Der Saft besitzt einen hohen Reinheitsgrad, ist vollkommen farblos und von reinem, süßem Geschmack.The process described can be used in different stages of sugar production let it set in, namely in the case of diffusion juice, in the divorced and saturated Juice, molasses, the primary raw sugar product and finally the secondary product. In principle, the processes are essentially the same. If one goes from the diffusion juice from, i.e. from the product obtained by treating the crushed beet pulp is obtained with hot water, it turns out that the non-sugar substances in the expected way, namely the acids and the electronegative components the anodic diaphragm, the bases, namely the organic and inorganic ones, as well as the electropositive components through the cathodic diaphragm from the Juice migrate out. At a certain moment a lively wandering begins and Flocculation of the pectin and protein bodies, which can be seen partly on the anodic, partly attach to the cathodic diaphragm. Let them out of the extracted juice Remove protein bodies by centrifugation or filtration. If the juice is still Should contain invert sugar, one can use it to destroy it and also others to break down substances still present in the juice and to activate the juice in Separate with lime in the usual way. The amount of lime required for this is only a fraction (about 'ha) of the usual amount. The juice can then be saturated and subjected to another electroosmotic treatment. It shows now that all non-sugar substances can now be excreted. Of the Juice has a high degree of purity, is completely colorless and pure, sweet Taste.

Statt von dem Diffusionssaft auszugehen, kann man das Verfahren nach vorliegender Erfindung auch .bei dem geschiedenen und saturierten Saft einsetzen lassen. Auch hier erhält man, und zwar unmittelbar, einen vollständig reinen, aschefreien Saft von hoher Reinheit. Es kann dabei unter Umständen der Fall eintreten, daß im Laufe des Verfahrens durch rascheres Abwandern von Alkali ein überschuß an Säure im Mittelraum auftritt und durch diese zeitweilig schwach saure Reaktion eine Spur Zucker invertiert wird. Dies läßt sich vermeiden, wenn man im Augenblicke des Sauerwerdens dem Safte eine geringe Menge Alkali zusetzt.Instead of starting from the diffusion juice, one can use the method according to of the present invention. Also use in the divorced and saturated juice permit. Here, too, one obtains, and indeed immediately, a completely pure, ash-free one High purity juice. Under certain circumstances it can happen that in the In the course of the process, an excess of acid due to the more rapid migration of alkali occurs in the middle space and a trace due to this temporarily weakly acidic reaction Inverted sugar will. This can be avoided by looking at the moment add a small amount of alkali to the juice when it becomes acidic.

Wenn man die Melasse dem Verfahren nach der Erfindung unterwirft, erhält man, wenn auch entsprechend dem verhältnismäßig geringen Zuckergehalt der Melasse, unter nicht so günstigen Umständen wie oben geschildert, ebenfalls eine fast vollkommen farblose, hochprozentige Lösung.If the molasses is subjected to the process according to the invention, is obtained, albeit in accordance with the relatively low sugar content of the Molasses, under less favorable circumstances as described above, also one almost completely colorless, high percentage solution.

Bei der Verarbeitung des Erstproduktes erhält man ebenfalls eine vollkommen klare, hochprozentige Zuckerlösung. Dasselbe gilt für die Behandlung des Nachproduktes, bei der aber wegen der Anwesenheit von bedeutend mehr Melassebestandteilen die Verhältnisse etwas ungünstiger liegen.When processing the first product, you also get a perfect clear, high percentage sugar solution. The same applies to the treatment of the by-product, in which, however, the proportions are due to the presence of significantly more molasses constituents are a little less favorable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for purifying sugar juices, thereby characterized that the juice between diaphragms of the action of the electric current is subjected, of which the anode upstream of the positive chargeability and allows the negative ions and substances to pass through, while the the diaphragm upstream of the cathode has negative charge capacity and the allows positive ions and substances to migrate through and both diaphragms prevent sugar from migrating to the poles. z. Method according to claim i, characterized in that the anodic diaphragm is made from protein bodies, as cathodic one made of cellulose is used. 3. Methods of cleaning of the diffusion juice, characterized in that the method according to claim i pre-purified juice divorced and saturated in a known manner and after saturation is again subjected to the method according to claim i. 4. The method according to claim i, characterized in that in order to avoid the formation of invert sugar the Alkali is added to juice during electrolytic treatment.