DE60006277T2 - METHOD FOR CLEANING LOW-QUALITY SUGAR SYRUPS WITH NANOFILTRATION - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Saccharose aus Zuckersirupen, -säften oder -liquor mit niedriger Qualität, z. B. Melasse, die auch eine signifikante Konzentration an Invertzucker enthalten.The present invention relates to a process for obtaining sucrose from sugar syrups, juices or - low quality liquor, z. B. Molasses, which also has a significant concentration of invert sugar contain.
Die Herstellung von Zuckerrohrzucker für den menschlichen Verzehr umfaßt im allgemeinen zwei verschiedene Arbeitsgänge, nämlich die Produktion von Rohzucker und die Produktion von Raffinadezucker. Die Produktion von Rohzucker findet typischerweise in einer Zuckerrohrmühle statt. In der Mühle werden Zuckerrohrstiele in Stücke geschnitzelt und die Stücke werden in einer Reihe von Mühlen zerkleinert, um den Saft zu entfernen. Der Saft aus dem ersten Saft an Walzenmühlen wird als "erster Saft" bezeichnet, während der gesamte Saft aus allen Walzenmühlen im Verfahren als "Mischsaft" bezeichnet wird. Der Saft wird normalerweise gekalkt, entlüftet und geklärt (d. h. Entfernung suspendierter Feststoffe, üblicherweise durch Sedimentation). Der geklärte Strom wird als "geklärter Saft" bezeichnet. Der Saft wird dann zu einem dicken Sirup eingedampft (bekannt als "eingedampfter Saft" oder "Dicksaft") und in einer Vakuumkochapparatur kristallisiert. Die "Füllmasse" (d. h. das Gemisch aus Zuckersirup und Kristallen), das in der Vakuumkochapparatur produziert wird, wird in einem Kristallisator gerührt und die Mutterlauge wird in einem Zentrifugenseparator von den Rohrzuckerkristallen abzentrifugiert. Der feste Zucker in der Zentrifugentrommel wird mit Wasser gewaschen, um restlichen Sirup zu entfernen. Das feste kristalline Produkt wird "Rohzucker" genannt. Der Sirup, der nach mehreren Stufen der Kristallisation und Zentrifugation zurückbleibt, wird als "Rohrmelasse" bezeichnet und wird typischerweise für Tierfutter oder Fermentationssirupe verwendet.The production of sugar cane sugar for the includes human consumption generally two different operations, namely the production of raw sugar and the production of refined sugar. The production of raw sugar typically takes place in a sugar cane mill. Be in the mill Sugar cane stalks in pieces shredded and the pieces are in a series of mills crushed to remove the juice. The juice from the first juice on roller mills will be the "first Juice " while the entire juice from all roller mills in the process is referred to as "mixed juice". The juice is usually limed, deaerated and clarified (i.e. Removal of suspended solids, usually by sedimentation). The clarified Electricity is called "clarified juice". The Juice is then evaporated to a thick syrup (known as "evaporated juice" or "thick juice") and in a vacuum cooker crystallized. The "fill mass" (i.e. the mixture made from sugar syrup and crystals) in the vacuum cooking apparatus is produced, is stirred in a crystallizer and the mother liquor is separated from the cane sugar crystals in a centrifuge separator centrifuged. The solid sugar in the centrifuge drum will washed with water to remove residual syrup. The solid crystalline product is called "raw sugar". The syrup, after several stages of crystallization and centrifugation remains, is called "molasses" and is typically for Animal feed or fermentation syrups used.
Rohzucker aus der Mühle wird üblicherweise zu einer Zuckerraffinerie zur weiteren Verarbeitung transportiert. In einem herkömmlichen Rohrzucker-Raffinationsprozeß wird der Rohrzucker zuerst gewaschen und zentrifugiert, um anhaftenden Sirup zu entfernen; der so produzierte "affinierte Zucker" wird in Wasser als "Schmelzpfannenliquor" gelöst. Der von der Oberfläche des Rohzuckers entfernte Sirup ist als "Affinationssirup" bekannt und hat grob eine ähnliche Zusammensetzung wie der Muttersirup aus der Rohzuckerkristallisation. Der Affinationssirup wird in einer "Gewinnungssektion" durch eine Reihe von Vakuumverdampfungsapparate, Kristallisatoren und Zentrifugenseparatoren ähnlich denen die zur Herstellung von Rohzucker verwendet werden, verarbeitet, um ein unreines kristallines Zuckerprodukt zu gewinnen, das etwa dieselbe Zusammensetzung wie Rohzucker hat. Dieses gewonnene Zuckerprodukt wird zusammen mit dem affinierten Rohzucker in Wasser gelöst, um den Auflösungspfannenliquor herzustellen. Der Sirup, der nach mehreren Kristallisations- und Zentrifugationsstufen zurückbleibt, wird als "Rohrraffineriemelasse" bezeichnet und wird typischerweise für Tierfutter und Fermentationssirupe verwendet.Raw sugar from the mill is usually used transported to a sugar refinery for further processing. In a conventional one Cane sugar refining process will the cane sugar is first washed and centrifuged to adhere Remove syrup; the "refined sugar" thus produced is dissolved in water as the "melting pan liquor". The one from the surface The syrup removed from the raw sugar is known as "affection syrup" and roughly has a similar one Composition like the mother syrup from the raw sugar crystallization. The affection syrup is made in a "recovery section" by a series of vacuum evaporators, Crystallizers and centrifuge separators similar to those used to make them used from raw sugar, processed to an impure crystalline To win sugar product that has about the same composition as Has raw sugar. This sugar product is obtained together with the refined raw sugar dissolved in water to make up the dissolution liquor manufacture. The syrup that after several crystallization and Centrifugation levels remain, is referred to as "pipe refinery molasses" and is typically for Animal feed and fermentation syrups used.
Der Schmelzvorrichtungsliquor wird gereinigt, und zwar im allgemeinen durch die aufeinanderfolgenden Stufen Klärung (auch als "Scheidung" bezeichnet) und Entfärbung; der resultierende "feine Liquor" wird kristallisiert, wodurch Raffinadezucker (auch als "Weißzucker" bekannt) erhalten wird. Die Klärungsstufe umfaßt üblicherweise Bildung eines anorganischen Präzipitats im Liquor und Entfernen des Präzipitats zusammen mit unlöslichen und kolloidalen Verunreinigungen, die im Schmelzvorrichtungsliquor vorliegen.The melter liquor will cleaned, generally by successive Stages clarification (also known as "divorce") and discoloration; the resulting "fine Liquor "is crystallized, which gives refined sugar (also known as "white sugar") becomes. The clarification level usually includes Formation of an inorganic precipitate in the cerebrospinal fluid and removal of the precipitate along with insoluble ones and colloidal contaminants found in the melter liquor available.
In einem der Klärungsverfahren, das üblicherweise für Schmelzvorrichtungsliquor verwendet wird, das als Carbonisierung (oder "Carbonierung" bezeichnet wird, ist das anorganische Präzipitat Calciumcarbonat, das üblicherweise durch Zusatz von Kalk und Kohlendioxid zu dem Liquor gebildet wird. Das Calciumcarbonat-Präzipitat wird üblicherweise durch Filtration vom Liquor entfernt. Andere Klärungsverfahren, die Phosphatierungsverfahren genannt werden, umfassen den Zusatz von Kalk und Phosphorsäure zum Liquor und produzieren Calciumphosphat-Präzipitat.In one of the clarification procedures, which is usually for melter liquor what is referred to as carbonization (or "carbonation") is the inorganic precipitate Calcium carbonate, which is usually is formed by adding lime and carbon dioxide to the cerebrospinal fluid. The calcium carbonate precipitate is usually removed from the CSF by filtration. Other clarification processes, the phosphating process include the addition of lime and phosphoric acid to the CSF and produce calcium phosphate precipitate.
Die in den Zuckerrohrmühlen und Raffinerien produzierte Melasse enthält eine wesentliche Konzentration an Saccharose (z. B. 35–55 Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstand). Allerdings kann diese Saccharose durch zusätzliche Kristallisatoren nicht leicht gewonnen werden, da die Melasse eine hohe Konzentration an Verunreinigungen, einschließlich Invertzucker (ein Gemisch aus Glucose und Fructose), enthält. Die Saccharose in der Melasse könnte für einen weit höheren Preis als die Melasse verkauft werden, wenn nur die Saccharose von den anderen Bestandteilen der Melasse auf einem wirtschaftlichen Weg abgetrennt werden könnt. Allerdings konnte der Stand der Technik keinen praktikablen und kosteneffektiven Weg zeigen, um diese Trennung für Rohrsirupe, in denen Invertzucker eine bedeutende Komponente ist, durchzuführen.The ones in the sugar cane mills and Refineries produced molasses contains a significant concentration on sucrose (e.g. 35-55 % By weight, based on the dry matter). However, this can Sucrose through additional Crystallizers cannot be easily obtained since the molasses is a high concentration of impurities, including invert sugar (a mixture of glucose and fructose). The sucrose in the molasses could for one far higher Price to be sold as the molasses if only the sucrose from the other components of molasses on an economic Way can be separated. However, the prior art could not be practical and cost effective way to show this separation for cane syrups in which invert sugar an important component is to perform.
Eine chromatographische Trennung wird verwendet, um Zuckerrübenmelasse zu entzuckern und wird auch für Rohrzucker vorgeschlagen, allerdings hat Zuckerrübenmelasse keinen Invertzucker und die Abtrennung der Saccharose ist weniger kompliziert. Bei Rohrzucker ist die chromatographische Trennung ein teures Verfahren.A chromatographic separation is used to make beet molasses to decrypt and is also for Cane sugar is suggested, but beet molasses has no invert sugar and the separation of the sucrose is less complicated. With cane sugar chromatographic separation is an expensive process.
Für
die Entfernung von Asche aus Zucker-enthaltenden Lösungen wurden
eine Ultrafiltration vorgeschlagen (WO 92/08810) und zum Entfärben von
Zuckersaft (
Es gibt einen ständigen Bedarf für verbesserte Verfahren zur Erhöhung der Ausbeute an Saccharose aus Rohrsirup niedriger Qualität, z. B, aus Melasse.There is a constant need for improved Procedure for raising the yield of sucrose from low quality syrup, e.g. B from molasses.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhalten von Saccharose aus einem Beschickungssirup, der Saccharose und nicht weniger als etwa 2 Gew.-% Invertzucker (auf Trockensubstanzbasis) oder, in einigen Ausführungsformen nicht weniger als etwa 3%, umfaßt. Das Verfahren beinhaltet Nanofiltration dieser Beschickung unter Verwendung einer Membran, wobei ein Nanofiltrationspermeat und ein Nanofiltrationsretentat produziert werden. Das Nanofiltrationspermeat wird Invertzucker umfassen, die aus der Beschickung durch die Nanofiltrationsmembran gegangen sind, und wird vorzugsweise auch Asche und organische Säuren umfassen. Das Nanofiltrationsretentat hat (1) eine Saccharose-Konzentration, die, auf Trockensubstanzbasis, höher ist als die Saccharose-Konzentration im Beschickungssirup und (2) eine Konzentration an Invertzuckern, die, auf Trockensubstanzbasis, niedriger als die Konzentration an Invertzuckern im Beschickungssirup ist. Das Nanofiltrationsretentat wird gewonnen und daraus kann Saccharose kristallisiert werden. Die Verringerung des Invertzuckergehalts erleichtert die Kristallisation und steigert damit die Saccharosegewinnung.The present invention relates to a process for obtaining sucrose from a feed syrup, the sucrose and not less than about 2% by weight of invert sugar (on a dry matter basis) or, in some embodiments, no less than about 3%. The process involves nanofiltration of this feed Use of a membrane, a nanofiltration permeate and a Nanofiltration retentate are produced. The nanofiltration permeate will include invert sugar from the feed through the nanofiltration membrane have gone, and will preferably include ash and organic acids. The nanofiltration retentate has (1) a sucrose concentration, the, on a dry matter basis, higher than the sucrose concentration in the feed syrup and (2) a concentration of inverted sugars, which, on a dry substance basis, lower than the concentration of invert sugar in the feed syrup is. The nanofiltration retentate is obtained and from it sucrose be crystallized. The reduction of the invert sugar content facilitates crystallization and thus increases sucrose recovery.
Bevorzugt umfaßt der Beschickungssirup mindestens etwa 5%, bevorzugter mindestens etwa 15% Invertzucker, bezogen auf die Trockensubstanz. Geeignete Beschickungssirupe umfassen z. B. Zuckerrohr-Mühlenmelasse, Zuckerrohr-Raffinationsmelasse und Zuckerrübenmelassen wie auch eine Vielzahl anderer Sirupe, Liquor und Säfte, die im Kontext der vorliegenden Erfindung alle als "Sirupe" bezeichnet werden. In einigen Ausführungsformen des Verfahrens gehen mehr als etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als etwa 75 Gew.-%, bevorzugter mehr als etwa 19 Gew.-% der Invertzucker im Beschickungssirup durch die Nanofiltrationsmembran und in das Nanofiltrationspermeat.The feed syrup preferably comprises at least about 5%, more preferably at least about 15% invert sugar based on the dry matter. Suitable feed syrups include e.g. B. Sugarcane Mühlenmelasse, Sugar cane refining molasses and sugar beet molasses as well as a variety other syrups, liquor and juices, all of which are referred to as "syrups" in the context of the present invention. In some embodiments the process goes beyond about 50% by weight, preferably more than about 75% by weight, more preferably more than about 19% by weight of the invert sugars in the feed syrup through the nanofiltration membrane and into the Nanofiltration.
Es ist bevorzugt, daß die Nanofiltrationsmembran eine Molekulargewichtsausschlußgrenze von 150 bis 300 Dalton hat. Es ist auch bevorzugt, daß der Beschickungssirup vor einer Nanofiltration durch eine Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsmembran vorgefiltert wird. Dies wird ein Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsretentat und ein Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationspermeat produzieren. Dieses Permeat wird anschließend durch die Nanofiltrationsmembran filtriert. Das Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsretentat umfaßt mindestens eine Verunreinigung, die im Beschickungssirup vorhanden war, und diese ist aus der Gruppe bestehend aus Kolloiden, Polysacchariden und farbebildenden Materialien ausgewählt. In besonders bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens gehen mehr als etwa 50 Gew.-% der Kolloide, Polysaccharide und farbebildenden Materialien im Beschickungssirup in das Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsretentat.It is preferred that the nanofiltration membrane a molecular weight cutoff from 150 to 300 daltons. It is also preferred that the feed syrup before nanofiltration through a microfiltration or ultrafiltration membrane is pre-filtered. This will be a microfiltration or ultrafiltration retentate and produce a microfiltration or ultrafiltration permeate. This permeate is then through the nanofiltration membrane is filtered. The microfiltration or Ultrafiltration retentate includes at least one impurity present in the feed syrup was, and this is from the group consisting of colloids, polysaccharides and color-forming materials selected. In particularly preferred embodiments the process involves more than about 50% by weight of the colloids, polysaccharides and color-forming materials in the syrup into the microfiltration or ultrafiltration retentate.
Gegebenenfalls kann das Verfahren auch die Stufe der Diafiltration des Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsretentats umfassen. Dies wird ein Diafiltrationsretentat und ein Diafiltrationspermeat produzieren und das erstgenannte wird im Vergleich zum Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsretentat einen verringerten Saccharose-Gehalt haben. Das Diafiltrationspermeat kann vor der Nanofiltration mit dem Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationspermeat kombiniert werden.If necessary, the procedure also the stage of diafiltration of the microfiltration or ultrafiltration retentate include. This will be a diafiltration retentate and a diafiltration permeate produce and the former is compared to the microfiltration or ultrafiltration retentate a reduced sucrose content to have. The diafiltration permeate can be used before the nanofiltration the microfiltration or ultrafiltration permeate can be combined.
In der vorliegenden Erfindung produziert die Kristallisation des nanofiltrierten Materials natürlich kristalline Saccharose, produziert aber auch ein Melassenebenprodukt, das in den Beschickungssirup zurückgeführt werden kann oder das für andere Zwecke wie z. B. Tierfutter oder Fermentationssirup verwendet werden kann. Wenn der Melassenebenproduktstrom zum Beschickungssirup zurückgeführt wird, ist es üblicherweise vorteilhaft, einen Entnahmestrom aus dem recycleten Nebenprodukt in einer Menge abzuziehen, die ausreicht, um eine Ansammlung von Verunreinigungen im Verfahren in einem Ausmaß, der die Kristallisation von Saccharose hemmen würde, zu verhindern.Produced in the present invention the crystallization of the nanofiltered material is naturally crystalline Sucrose, but also produces a molasses by-product that is found in the feed syrup is returned can or that for other purposes such as B. animal feed or fermentation syrup is used can be. When the molasses by-product stream to the feed syrup is returned it’s usually beneficial a withdrawal stream from the recycled by-product in an amount deduct that is sufficient to accumulate contaminants in the process to an extent which would inhibit the crystallization of sucrose.
Eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erhalten von Saccharose aus Melasse. Dieses Verfahren umfaßt die Stufen:
- (a) Filtration von Melasse, die Saccharose und nicht weniger als etwa 5% Inertzucker (auf Trockensubstanzbasis), vorzugsweise mindestens etwa 10% Inertzucker, umfaßt, unter Verwendung einer Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsmembran, wodurch ein erstes Permeat und ein erstes Retentat produziert werden, wobei das erste Retentat mindestens eine Verunreinigung umfaßt, die in der Melasse vorhanden war, und die aus der Gruppe, bestehend aus Kolloiden, Polysacchariden und farbebildenden Materialien ausgewählt ist;
- (b) Nanofiltration des ersten Permeats unter Verwendung einer Nanofiltrationsmembran, die eine Molekulargewichtsausschlußgrenze von 150 bis 300 Dalton hat, wodurch ein zweites Permeat und ein zweites Retentat produziert werden, wobei das zweite Permeat mehr als etwa 75 Gew.-% der Invertzucker umfaßt, die in der Melasse waren, und wobei das zweite Retentat eine Saccharose-Konzentration auf Trockensubstanzbasis hat, die höher ist als die Konzentration von Saccharose in der Melasse; und
- (c) Kristallisation von Saccharose aus dem zweiten Retentat.
- (a) Filtration of molasses comprising sucrose and not less than about 5% inert sugar (on a dry matter basis), preferably at least about 10% inert sugar, using a microfiltration or ultrafiltration membrane, thereby producing a first permeate and a first retentate, wherein the first retentate comprises at least one impurity that was present in the molasses and is selected from the group consisting of colloids, polysaccharides and color-forming materials;
- (b) Nanofiltration of the first permeate using a nanofiltration membrane that has a molecular weight cutoff of 150 to 300 daltons, thereby producing a second permeate and a second retentate, the second permeate comprising more than about 75% by weight of the invert sugars which in the molasses, and wherein the second retentate has a sucrose concentration on a dry substance basis which is higher than the concentration of sucrose in the molasses; and
- (c) Crystallization of sucrose from the second retentate.
Die vorliegende Erfindung stellt ein relativ einfaches Verfahren mit geringen Kosten zur Erhöhung der Saccharosegewinnung bereit. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Gewinnung von zusätzlicher Saccharose aus Melasse einsetzbar; dadurch wird es möglich, daß das Gesamtproduktgemisch aus einer Zuckerherstellungsfabrik zu einem höheren Aggregatpreis verkauft wird.The present invention provides a relatively simple, low cost process for increasing sucrose recovery. The present invention can be used in particular to obtain additional sucrose from molasses; this makes it possible that the total product mixture from a Zu cker manufacturing factory is sold at a higher unit price.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Erhöhung des Saccharose-Gehalts von Sirup und zur Senkung seines Invertzucker- und Aschegehalts in ausreichendem Maße, damit Saccharose durch Kristallisation gewonnen werden, bereit. Beispielsweise enthält eine typische Melasse aus einer Rohrzuckerraffinerie 50% Saccharose, 23% Invertzucker, 17% Asche und 10% andere organische Komponenten. Es ist möglich, das hier beschriebene Verfahren zu verwenden, um den Inertzuckerlevel von 23 auf 2% zu senken und den Aschelevel von 17% auf 7% zu senken, wodurch ein gereinigter Sirup mit einem Saccharose-Gehalt von 75% erhalten wird. Der qualitativ aufgewertete Sirup aus diesem Verfahren kann zu einer Kristallisationsanlage geführt werden, um mehr Saccharose zu gewinnen. Es wird einen geringen Verlust an Saccharose in das Permeat aus der Nanofiltrationsmembran geben, das das Nebenprodukt des Nanofiltrationsprozesses ist. Dieses Permeatmaterial wird 20% oder weniger Saccharose enthalten, was eine 80%ige Ausbeute an Saccharose aus dem Sirup liefert. Dieses Nanofiltrationsnebenprodukt würde 45% Invertzucker umfassen und mit einem Gesamtzuckergehalt von 65% könnte es als Fermentationssirup verkauft werden.The present invention provides a process of raising of the sucrose content of syrup and to lower its invert sugar and ash content sufficient for sucrose to pass through Crystallization can be obtained, ready. For example, one contains typical molasses from a cane sugar refinery 50% sucrose, 23% invert sugar, 17% ash and 10% other organic components. It is possible, to use the procedure described here to set the inert sugar level to decrease from 23 to 2% and to lower the ash level from 17% to 7%, resulting in a purified syrup with a sucrose content of 75% is obtained. The quality upgraded syrup from this process can be led to a crystallizer to make more sucrose to win. There will be a small loss of sucrose in that Give permeate from the nanofiltration membrane, which is the by-product of the nanofiltration process. This permeate material is 20% or less contain sucrose, resulting in an 80% yield of sucrose supplies the syrup. This nanofiltration by-product would be 45% It could include invert sugar and with a total sugar content of 65% are sold as fermentation syrup.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF SPECIFIC EMBODIMENTS
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer Vielzahl von Saccharose-enthaltenden Sirupen minderer Qualität (d. h. Sirupe, die etwas Saccharose enthalten, aber auch wesentliche Konzentrationen an anderen Zuckern und Verunreinigungen enthalten) verwendet werden. Melassen aus Zuckerrohrmühlen und Zuckerrohrraffinerien sind zwei geeignete Beispiele für derartige Sirupe geringer Qualität. Rübenmelasse, Zuckerrübendicksaft und Zuckerrübendünnsaft aus der Raffination von Rübenzucker sind andere geeignete Beispiele. Andere Liquor und Sirupe, bei denen dieses Verfahren angewendet werden kann, umfassen ersten Mühlensaft, Mischsaft, inkubierten Saft, geklärten Saft, Dicksaft, A-Melasse, B-Melasse, sowie Raffinationsliquor und -Sirupe, z. B. Affinationssirup, Strahlsirupe oder Ablaufsirupe, die durch Weißzuckerkristallisationen produziert werden, erster Kristallisationssirup und zweiter Kristallisationssirup. Im allgemeinen haben die Sirupe, die unter Anwendung der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, vorzugsweise einen Anfangssaccharosegehalt auf Trockensubstanzbasis von etwa 35 bis 95%.The method according to the invention can be carried out with a A variety of low quality sucrose-containing syrups (i.e. Syrups containing some sucrose, but also substantial concentrations other sugars and impurities). Molasses from sugar cane mills and sugar cane refineries are two suitable examples of such Low quality syrups. beet molasses, Sugar beet juice and beet juice the refining of beet sugar are other suitable examples. Other liquor and syrups where this method can be used include first mill juice, mixed juice, incubated juice, clarified Juice, thick juice, A-molasses, B-molasses, as well as refining liquor and syrups, e.g. B. affection syrup, Jet syrups or drain syrups produced by white sugar crystallizations first crystallization syrup and second crystallization syrup. Generally, the syrups made using the present Invention can be treated preferably an initial sucrose content on a dry matter basis from about 35 to 95%.
Rohrzucker wird üblicherweise in zwei Stufen produziert, wobei die erste Stufe eine Zuckerrohrmühle ist, die Rohzucker produziert, und die zweite Stufe eine Raffination ist, die den Rohzucker in raffinierten Weißzucker umwandelt. Der Zuckerrohrsaft, der aus Zuckerrohr extrahiert wird, hat üblicherweise einen Saccharose-Gehalt von 80 bis 90%. (Alle in diesem Patent angeführten Prozentangaben sind auf das Gewicht und den Trockensubstanzgehalt bezogen, wenn nichts anderes angegeben ist.) Die Verunreinigungen umfassen Farbe, Invertzucker (der aus fast gleichen Teilen Glucose und Fructose besteht), Asche (hauptsächlich Kalium, Calcium, Natrium, Chlorid, Sulfat und Phosphat), organische Säuren (hauptsächlich Milchsäure), Polysaccharide, Wachse und Gummis. Alle diese Verunreinigungen müssen in der Zuckerrohrmühle und der Raffinerie entfernt werden, um Weißzucker herzustellen. Der Zuckerrohrsaft, der 80 bis 90% Saccharose enthält, wird in der Mühle kristallisiert, um einen Rohzucker herzustellen, der aus 96 bis 99,5% Saccharose besteht. Die Mutterlauge aus dieser Kristallisation wird üblicherweise zwei weitere Male kristallisiert, wobei der Zucker, der in der dritten dieser Kristallisationen (oder manchmal in der zweiten und dritten Kristallisation) produziert wird, üblicherweise als Impfkristall in der ersten oder "A"-Kristallisation verwendet wird. Die endgültige Mutterlauge ist Melasse und besteht üblicherweise aus etwa 35 bis 50% Saccharose, 10 bis 20% Glucose und Fructose (Inertzucker), 15% Asche und anderem organischen Material als Rest.Cane sugar is usually divided into two stages produced, with the first stage being a sugar cane mill, which produces raw sugar, and the second stage is a refining which converts the raw sugar into refined white sugar. The sugar cane juice, extracted from sugar cane usually has a sucrose content from 80 to 90%. (All percentages in this patent are on the weight and the dry matter content, if nothing else ). The impurities include color, invert sugar (which consists of almost equal parts of glucose and fructose), ash (mainly Potassium, calcium, sodium, chloride, sulfate and phosphate), organic acids (mainly Lactic acid) Polysaccharides, waxes and gums. All of these contaminants must be in the sugar cane mill and the refinery to make white sugar. The sugar cane juice, which contains 80 to 90% sucrose, is in the mill crystallized to produce a raw sugar, which from 96 to 99.5% sucrose. The mother liquor from this crystallization is usually crystallized two more times, with the sugar in the third of these crystallizations (or sometimes in the second and third Crystallization) is produced, usually as a seed crystal in the first or "A" crystallization is used. The final Mother liquor is molasses and usually consists of about 35 to 50% sucrose, 10 to 20% glucose and fructose (inert sugar), 15% Ash and other organic material as the rest.
Rohzucker wird zur weiteren Verarbeitung
zu einer Raffinerie geschickt. Ein Diagramm einer typischen Rohrzuckerraffinerie
ist in
Der affinierte Zucker
In der spezifischen Ausführungsform,
die in
Die Saccharoseausbeute einer Raffinerie ist ziemlich hoch, liegt oft im Bereich von 95 bis 98%. Obgleich der Saccharoseverlust in der Melasse als prozentualer Anteil der Gesamtsaccharose im Zuckerrohr relativ gering ist, so beträgt er als absolute Menge eine große Menge, wenn man die großen Volumina an verarbeitetem Material in Betracht zieht. Diese verlorene Saccharose wäre viel wertvoller, wenn sie wirtschaftlich gewonnen werden könnte und getrennt verkauft werden könnte als sie es als Komponente der Melasse, die einen relativ niedrigen Wert hat, ist.The sucrose yield of a refinery is quite high, often in the range of 95 to 98%. Although the sucrose loss in molasses as a percentage of Total sucrose in sugar cane is relatively low, so it is as absolute amount a big one Amount if you look at the big ones Consider volumes of processed material. This lost Would be sucrose much more valuable if it could be obtained economically and could be sold separately than they consider it to be a component of molasses that has a relatively low Has value is.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine Nanofiltration, um die Gewinnung von vielen dieser vorher verworfenen Saccharose zu unterstützen. Durch abgetrennt von Saccharose von Invertzuckern und vorzugsweise auch von Asche wandelt die vorliegende Erfindung Sirup niedriger Qualität, aus denen Saccharose nicht leicht kristallisiert werden kann, in Sirupe höherer Qualität um, aus denen reinen Saccharose durch zusätzliche Kristallisationen gewonnen werden kann.The present invention uses a nanofiltration to extract many of these previously discarded Support sucrose. By separating sucrose from invert sugar and preferably The present invention also converts syrup from ash to a lower level Quality, from which sucrose cannot be easily crystallized, in Syrups higher quality order, from which pure sucrose is obtained by additional crystallizations can be.
Melasse oder Sirupe niedriger Qualität enthalten eine große Menge an feinen suspendierten Feststoffen und Materialien mit hohem Molekulargewicht, insbesondere Polysaccharide und farbebildende Materialien. Diese Verunreinigungen können eine Membran mit kleinen Poren, z. B. eine Nanofiltrationsmembran verschmutzen. Eine Nanofiltrationsmembran wird Invertzucker und andere Verunreinigungen ohne vorherige Membranbehandlung trennen, ist aber nicht so effektiv. Daher ist es bevorzugt, daß eine Nanofiltration der Melasse oder eines anderen Sirups mit geringer Qualität entweder eine Mikrofiltration oder eine Ultrafiltration oder gegebenenfalls beide vorangeht, bzw. vorangehen, um größere Verunreinigungen zu entfernen, die die Nanofiltrationsmembran verschmutzen könnten oder eine Kristallisation von Saccharose inhibieren könnten. Die Mikrofiltrationsmembran kann eine Porengröße von etwa 0,02 bis 0,2 μm haben und die Ultrafiltrationsmembran kann eine Porengröße von etwa 2000 Dalton bis 100 000 Dalton haben. Natürlich können mehrere Stufen der Mikrofiltration, Ultrafiltration und/oder Nanofiltration in dem Verfahren gegebenenfalls mit anderen Arbeitsgängen, die zwischen solchen Membranfiltrationen erfolgen, enthalten sein.Low quality molasses or syrups contain a large amount of fine suspended solids and high molecular weight materials, especially polysaccharides and color forming materials. These contaminants can be a membrane with small pores, e.g. B. contaminate a nanofiltration membrane. A nanofiltration membrane will separate invert sugar and other contaminants without prior membrane treatment, but is not as effective. Therefore, it is preferred that nanofiltration of the molasses or other low quality syrup precede or precede either microfiltration or ultrafiltration, or both, to remove major contaminants that could contaminate the nanofiltration membrane or inhibit sucrose crystallization , The Wed The filtration membrane can have a pore size of about 0.02 to 0.2 µm and the ultrafiltration membrane can have a pore size of about 2000 Dalton to 100,000 Dalton. Of course, several stages of microfiltration, ultrafiltration and / or nanofiltration can be included in the process, if necessary with other operations that take place between such membrane filtrations.
Eine Ausführungsform beinhaltet Behandeln von Zuckerrohrsaft, nachdem dieser durch Zerkleinern des Zuckerrohrs extrahiert worden war. Der verwendete Saft könnte der erste Saft, Mischsaft oder geklärter Saft sein. Er könnte auch teilweise eingeengter Saft mit bis zu 50% Trockensubstanz sein (50 Brix). Wie oben erwähnt wurde, müßte dieser Saft vor einer Nanofiltration filtriert und/oder geklärt werden, um eine Blockierung oder Verschmutzung der Nanofiltrationsmembran und des Membransystems zu verhindern. Dies kann unter Verwendung entweder einer Mikrofiltrationsmembran oder einer Ultrafiltrationsmembran oder unter Verwendung beider erfolgen. Ein typischer Zuckerrohrsaft könnte behandelt werden, um den Saccharose-Gehalt von 85 auf 95% zu erhöhen, was eine höhere Ausbeute an Saccharose durch herkömmliche Kristallisation entweder in Form von Rohzucker oder Plantagenweißzucker erlaubt.One embodiment includes treating of sugar cane juice after this by crushing the sugar cane had been extracted. The juice used could be the first juice, mixed juice or clarified juice his. He could also partially concentrated juice with up to 50% dry matter (50 brix). As mentioned above would have to Juice is filtered and / or clarified before nanofiltration, blocking or contamination of the nanofiltration membrane and to prevent the membrane system. This can be done using either a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane or using both. A typical sugar cane juice could be treated to increase the sucrose content from 85 to 95% what a higher one Yield of sucrose by conventional crystallization either allowed in the form of raw sugar or plantation white sugar.
Die in einer Zuckerrohrmühle produzierte Melasse kann auch unter Verwendung der Nanofiltrationstechnologie behandelt werden, um so einen Sirup zu produzieren, der im Vergleich zur Melasse einen reduzierten Invertzucker- und Aschegehalt hat und der somit als Beschickung für weitere Kristallisationen von Saccharose verwendet werden kann. Das Verfahren zur Durchführung dieser weiteren Kristallisationen wäre dem sehr ähnlich, daß im Gewinnungsabschnitt einer Rohrzuckerraffinerie durchgeführt wird. Wiederum würde die Molasse vorzugsweise einen Vorbehandlung mit einer Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsmembran benötigen. Die gewonnene Saccharose kann zu dem A- oder B-Kristallisator zur Kristallisation zu Rohzucker gebracht werden.The one produced in a sugar cane mill Molasses can also be made using nanofiltration technology treated to produce a syrup that compares for molasses has a reduced invert sugar and ash content and thus as a feed for further crystallizations of sucrose can be used. The procedure for implementation these other crystallizations would be very similar to that in Extraction section of a cane sugar refinery is carried out. Again, that would Molasse preferably a pretreatment with a microfiltration or ultrafiltration membrane. The sucrose obtained can be sent to the A or B crystallizer Crystallization can be brought to raw sugar.
Viele andere Zwischenproduktflüssigkeiten oder Sirupe, z. B. Dicksaft, A-Melasse oder B-Melasse, können in ähnlicher Weise behandelt werden.Many other intermediate liquids or syrups, e.g. B. thick juice, A-molasses or B-molasses, can be similar Be treated wisely.
Eine spezifische Ausführungsform
eines Nanofiltrationsverfahrens zur Abtrennung von Saccharose entweder
aus Rohrzuckerfabrik (Mühlen)-
oder Raffinerie-Melasse
ist in
Das Retentat der Mikrofiltrations-
oder Ultrafiltrationsmembran kann mehrmals konzentriert werden und
dann zu einem Diafiltrationssystem
Der verdünnte und filtrierte Melassestrom
Der andere Strom, der durch die Nanofiltration
produziert wird, ist das Permeat
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Verarbeitung von Zuckerrüben eingesetzt werden. Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Zucker aus Zuckerrüben beginnt mit der Extraktion von Saft aus geschnitzelten Rüben unter Verwendung von Wasser in einem Diffuser. Dieser Saft wird dann mit Kalk behandelt, um einige Verunreinigungen zu entfernen und Invertzucker zu zerstören. Der Invertzucker im Saft wird durch den hohen pH und hohe Temperaturen, die in diesem herkömmlichen Verfahren angewendet werden, zerstört und der resultierende dünne Saft hat einen sehr niedrigen Invertzuckergehalt, typischerweise 0,1%.The inventive method can also Processing beet be used. The conventional Process for the production of sugar from sugar beet begins with the extraction of juice from shredded beets using water in a diffuser. This juice will then treated with lime to remove some contaminants and destroy invert sugar. The invert sugar in the juice is characterized by the high pH and high temperatures, those in this conventional Procedures applied are destroyed and the resulting thin juice has a very low invert sugar content, typically 0.1%.
Gewisse alternative Rübenverfahren involvieren eine Behandlung des Saftes, der aus den Zuckerrüben extrahiert wurde, mit einer Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsmembran und verwenden entweder keinen Kalk oder relativ niedrige Kalkkonzentrationen. Diese Membran kann kolloidales Material und Material mit mittlerem und hohen Molekulargewicht herausfiltrieren. Allerdings erhöht es den Zuckergehalt nicht sehr viel, üblicherweise weniger als 1%. Dies ist ein Nachteil, da die Ausbeute an Weißzucker, die aus dem Saft erhalten werden kann, direkt proportional zu seinem Saccharose-Gehalt ist.Certain alternative beet processes involve treating the juice extracted from the sugar beet, with a microfiltration or ultrafiltration membrane and use either no lime or relatively low lime concentrations. This membrane can be colloidal and medium and filter out high molecular weight. However, it increases the Sugar levels not very high, usually less than 1%. This is a disadvantage because the yield of white sugar, which can be obtained from the juice, directly proportional to its Is sucrose content.
Einer der Vorteile dieser Membranprozesse besteht darin, daß sie viel weniger Kalk verwenden als das herkömmliche Rübenverfahren. Beispielsweise können die Membranprozesse 0 bis 2% Kalk (bezogen auf das Endgewicht des produzierten Zuckers) verwenden, wohingegen das herkömmliche Verfahren 6 bis 10% Kalk, bezogen auf den Endzucker, verwenden kann. Obgleich diese niedrigen Kalkkonzentrationen das Verfahren bezüglich des Kalkverbrauchs weniger teuer machen, zerstören sie den Invertzucker, der im Rübensaft vorliegt, nicht. Diese Invertzuckerkonzentration kann 1 bis 8% sein, abhängig von Zuckerrübentyp, wie lange er gelagert wurde und den Lagerungsbedingungen. Das Vorliegen dieser hohen Konzentration an Invertzucker kann auch den Saccharose-Gehalt des Saftes reduzieren, was die Ausbeute an Weißzucker weiter verringert.One of the advantages of these membrane processes is that they use much less lime than the traditional beet process. For example can the membrane processes 0 to 2% lime (based on the final weight of the produced sugar), whereas the conventional Method 6 to 10% lime, based on the final sugar, can use. Although these low levels of lime are the process of Make lime consumption less expensive, they destroy the invert sugar that in the beet juice is not there. This invert sugar concentration can be 1 to 8%, dependent of sugar beet type, how long it was stored and the storage conditions. The existence This high concentration of invert sugar can also reduce the sucrose content reduce the juice, which further reduces the yield of white sugar.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, daß Invertzucker und Asche teilweise oder vollständig aus dem Rübensaft entfernt wurden, welcher mit einer Mikrofiltrations- oder einer Ultrafiltrationsmembran behandelt wurde. Ein typischer Rübensaft umfaßt nach Behandlung mit einer Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsmembran 87% Saccharose, 3% Invertzucker, 4% Asche und 6% anderes Material. Bei einer weiteren Behandlung mit Nanofiltration gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren, kann das meiste des Invertzuckers und einiges der Asche entfernt werden, wodurch ein gereinigter Saft erhalten wird, der 91,5% Saccharose, 0,5% Invertzucker, 2% Asche und 6% anderes Material umfaßt. Dieses Material ist ein reineres und ein besseres Material, um zu konzentrieren und zu kristallisieren, wodurch eine höhere Ausbeute an Weißzuckerkristallen erhalten wird.The present invention enables that invert sugar and ashes partially or completely from the beet juice were removed, which with a microfiltration or Ultrafiltration membrane was treated. A typical beet juice comprises after treatment with a microfiltration or ultrafiltration membrane, 87% sucrose, 3% invert sugar, 4% ash and 6% other material. Another Treatment with nanofiltration according to the method according to the invention, can remove most of the invert sugar and some of the ashes producing a purified juice containing 91.5% sucrose, 0.5% invert sugar, 2% ash and 6% other material. This Material is a purer and a better material to focus on and crystallize, resulting in a higher yield of white sugar crystals is obtained.
Nanofiltrationsmembranen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise eine Molekulargewichtsausschlußgrenze von etwa 100 bis 500 Dalton, bevorzugter etwa 150 bis 300 Dalton und eine Magnesiumchlorid-Abstoßung von 96%. Geeignete Ultrafiltrationsmembranen werden vorzugsweise einer Molekulargewichtsausschlußgrenze von etwa 2 000 bis 100 000 Dalton haben. Geeignete Mikrofiltrationsmembranen werden vorzugsweise eine Porengröße von etwa 0,02 bis 0,2 μm haben. Geeignete Membransysteme sind von Herstellern wie Koch Membrane Systems, Wilimington, Massachusetts (SA); Osmonics/Desal, Vista, California (SA); Dow Chemical Company, Midland, Michigan (USA) und SCT Membralox (Frankreich) erhältlich.Nanofiltration membranes for use in the present invention preferably have a molecular weight cutoff from about 100 to 500 daltons, more preferably from about 150 to 300 daltons and a magnesium chloride rejection of 96%. Suitable ultrafiltration membranes are preferred a molecular weight cutoff from about 2,000 to 100,000 daltons. Suitable microfiltration membranes will preferably have a pore size of about 0.02 to 0.2 μm to have. Suitable membrane systems are from manufacturers such as Koch Membrane Systems, Wilimington, Massachusetts (SA); Osmonics / Desal, Vista, California (SA); Dow Chemical Company, Midland, Michigan (USA) and SCT Membralox (France) available.
Die Erfindung kann aus den folgenden Beispielen verständlicher werden.The invention can be seen from the following Examples easier to understand become.
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Das Beschickungsmaterial für dieses Experiment war Rohrraffinationsmelasse mit etwa 75 Brix. 25 l dieser Melasse wurden in einen 100 l-Tank gegeben, der mit einer Heizspirale ausgestattet war. Es wurde Wasser zugesetzt, um die Melasse auf 25 Brix zu verdünnen, wofür etwa 50 l Wasser notwendig waren und wodurch insgesamt 75 l verdünnte Melasse erhalten wurden. Der pH dieser verdünnten Melasse wurde von seinem ursprünglichen Wert von pH 5,5 bis zu pH 7 unter Verwendung von Natriumhydroxid eingestellt und wurde dann auf 65°C erhitzt. Dieses Material wurde durch einen groben Beutelfilter filtriert und dann durch ein Patronenfilter mit einer Porengröße von 10 μm filtriert, wodurch ein klares verdünntes Melassebeschickungsmaterial für das Nanofiltrationsexperiment erhalten wurde. Dieses Material wurde zu dem Beschickungstank einer Nanofiltrationspilotanlage gepumpt, die ein Volumen von etwa 100 l hat.The feed for this experiment was tube refining molasses with about 75 brix. 25 liters of this molasses were placed in a 100 liter tank equipped with a heating coil. It became what Water was added to dilute the molasses to 25 Brix, which required about 50 liters of water and a total of 75 liters of diluted molasses was obtained. The pH of this diluted molasses was adjusted from its original value of pH 5.5 to pH 7 using sodium hydroxide and was then heated to 65 ° C. This material was filtered through a coarse bag filter and then filtered through a cartridge filter with a pore size of 10 μm, whereby a clear, dilute molasses feed material was obtained for the nanofiltration experiment. This material was pumped to the feed tank of a nanofiltration pilot plant, which has a volume of approximately 100 l.
Für
dieses Experiment ist ein Verfahrensfließdiagramm in
Die Nanofiltrationsapparatur umfaßte zwei
4-Inch-Spiralmodule in Serie und die verwendete Membran war eine
Desal 5. Der Hersteller dieser Membran ist Osmonics/Desal aus Vista,
Kalifornien, USA. Die Membran ist so konzipiert, daß sie mit
35 bar arbeitet und die Dosierpumpe
Permeat
Das Permeatvolumen wurde über einen Zeitraum gemessen, um die Permeatströmungsrate der zwei Module zu errechnen. Die Entfernung von Permeat und der Zusatz von Wasser zu dem Beschickungstank wurden fortgesetzt, bis die zugesetzte Wassermenge das dreifache des ursprünglichen Beschickungsvolumens war. Das Experiment wurde dann gestoppt und die gesammelten Proben an Retentat und Permeat wurden für die Analyse genommen. Die Resultate dieser Analyse sind in Tabelle 1 angegeben (alle Prozentangaben sind Gew.-% auf Trockenfeststoffbasis). Der Flux ist als Liter pro Stunde pro Quadratmeter (lmh) angegeben.The permeate volume was over a Period measured to determine the permeate flow rate of the two modules calculate. The removal of permeate and the addition of water to the feed tank were continued until the amount of water added was three times the original feed volume. The experiment was then stopped and the samples collected Retentate and permeate were used for the Analysis taken. The results of this analysis are in Table 1 (all percentages are% by weight on a dry solids basis). The flux is given as liters per hour per square meter (lmh).
TABELLE 1 TABLE 1
Die Analyse von Saccharose, Glucose und Fructose (die zwei letztgenannten geben zusammen Invertzucker) wurde an einem Hewlett Packard HPLC-Gerät unter Verwendung einer Waters 6,5 × 300 mm-Sugar-Pak-HPLC-Säule durchgeführt. Asche wurde durch die spezifische elektrische Leitfähigkeit unter Verwendung eines Alpha 200-Leitfähigkeitsmeßgeräts gemessen.Analysis of sucrose, glucose and fructose (the latter two together give invert sugar) was performed on a Hewlett Packard HPLC using a Waters 6.5 x 300 mm-Sugar-Pak HPLC column carried out. Ash was created by the specific electrical conductivity measured using an Alpha 200 conductivity meter.
Es wurde festgestellt, daß der Saccharose-Gehalt der Melasse sich von 49,6% auf 61,9% erhöht hatte. Der Invertzucker war von 19,2% auf 2,4 g gesenkt worden und die Asche von 16,8% auf 8,2% reduziert worden.It was found that the sucrose content molasses had increased from 49.6% to 61.9%. The invert sugar had been reduced from 19.2% to 2.4 g and the ash from 16.8% 8.2% has been reduced.
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
Das Beschickungsmaterial für dieses Experiment war Rohrraffinationsmelasse mit 75 Brix. Etwa 50 l dieser Melasse wurden in einen 200 l-Tank gegeben. Wasser wurde zugesetzt, um die Melasse auf 25 Brix zu verdünnen, was etwa 100 l Wasser erforderte. Der pH dieser verdünnten Melasse wurde durch Zusatz von Natriumhydroxid vom natürlichen Level von pH 5,5 bis zu pH 7,0 erhöht. Sie wurde dann unter Verwendung einer Dampfspirale im Beschickungstank auf 70°C erhitzt.The feed material for this The experiment was tube refining molasses with 75 brix. About 50 l of this Molasses were placed in a 200 liter tank. Water was added to dilute the molasses to 25 brix, which is about 100 l of water required. The pH of this diluted Molasses was made from natural by adding sodium hydroxide Levels increased from pH 5.5 to pH 7.0. It was then used a steam coil in the feed tank heated to 70 ° C.
Die verdünnten Melassen wurden unter
Verwendung einer Mikrofiltrationsmembran vorfiltriert. Die für diese
Vorfiltration verwendete Apparatur ist in
Das Nanofiltrationsmembransystem wurde dann nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren, außer daß das Beschickungsmaterial eher durch Mikrofiltration als mit einem 10 μm-Patronenfilter vorfiltriert worden war, betrieben.The nanofiltration membrane system was then by the procedure described in Example 1, except that the feed material prefiltered by microfiltration rather than with a 10 μm cartridge filter had been operated.
Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben. Die Analyse für Saccharose, Inertzucker und Asche wurden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.The results are shown in Table 2. The analysis for Sucrose, inert sugar and ash were described as in Example 1 carried out.
TABELLE 2 TABLE 2
Der Saccharose-Gehalt der Melasse wurde von 51,6% auf 70,1 5 erhöht und der Invertzucker wurde von 17,2% auf 2,7% gesenkt. Die Asche wurde von 12,4% auf 4,2% verringert. es waren 18,4% Saccharose im Permeat 310.The sucrose content of the molasses was increased from 51.6% to 70.1 5 and the invert sugar was reduced from 17.2% to 2.7%. The ash decreased from 12.4% to 4.2% it was 18.4% sucrose in Permeate 310.
BEISPIEL 3EXAMPLE 3
Dieses Experiment verwendete ersten Kristallisationssirup der Raffinerie. Dieser Sirup ist die Mutterlauge aus der ersten Kristallisation bei der Gewinnung aus dem Wiederschmelzverfahren. Die Beschickung für diese Kristallisation ist Affinationssirup und ein Liquor, die als "Strahl 4" bezeichnet wird, die Mutterlauge aus dem vierten Weißzuckerkochen. Der Saccharose-Gehalt des ersten Kristallisationssirups kann typischerweise im Bereich von 70 bis 78% liegen. Der für das Experiment verwendete Sirup hatte einen Saccharose-Gehalt von 75,5 Gew.-% (Trockensubstanzbasis).This experiment used the first one Refinery crystallization syrup. This syrup is the mother liquor from the first crystallization during recovery from the remelting process. The feed for this Crystallization is affection syrup and a cerebrospinal fluid called "Ray 4" the mother liquor from the fourth white sugar boil. The sucrose content The first crystallization syrup can typically range from 70 to 78%. The one for the syrup used in the experiment had a sucrose content of 75.5% by weight (dry matter basis).
Alle Bedingungen und Verfahren für Beispiel 3waren wie die in Beispiel 2 verwendeten, einschließlich der Mikrofiltrationsvorbehandlung. Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, war der Saccharose-Gehalt von 75,5% auf 8,3% erhöht worden und im Permeat waren 315 Saccharose.All conditions and procedures for example 3 were like those used in Example 2, including the Microfiltration pretreatment. As shown in Table 3, was the sucrose content was increased from 75.5% to 8.3% and were in the permeate 315 sucrose.
TABELLE 3 TABLE 3
BEISPIEL 4EXAMPLE 4
Die Beschickung für dieses Experiment war Affinationssirup. Die Bedingungen und Verfahren des Experiments waren dieselben wie in Beispiel 2, einschließlich der Mikrofiltrationsvorbehandlung. Wie in Tabelle 4 gezeigt ist, war der Saccharose-Gehalt des Affinationssirups von 81,5% auf 89,7% erhöht worden. Der Permeat enthielt 40% Saccharose.The feed for this experiment was affection syrup. The conditions and procedures of the Ex The experiments were the same as in Example 2, including the microfiltration pretreatment. As shown in Table 4, the sucrose content of the affection syrup had been increased from 81.5% to 89.7%. The permeate contained 40% sucrose.
TABELLE 4 TABLE 4
BEISPIEL 5EXAMPLE 5
Dieses Experiment verwendete als Beschickungsmaterial eingeengten geklärten Saft aus einer Zuckerrohrmühle. Dieses Material ist die eingeengte Form des Safts, der durch Waschen von Zuckerrohr in einer Zuckerrohrmühle erhalten wird.This experiment used as Feedstock of concentrated clarified juice from a sugar cane mill. This material is the constricted form of the juice obtained by washing sugar cane in a sugar cane mill is obtained.
Die Bedingungen und Verfahren des Experiments waren dieselben wie in Beispiel 2 einschließlich der Mikrofiltrationsvorbehandlung. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben.The conditions and procedures of the Experiments were the same as in Example 2 including the microfiltration pretreatment. The results are shown in Table 5.
TABELLE 5 TABLE 5
BEISPIEL 6EXAMPLE 6
Dieses Experiment verwendete Rohrraffinationsmelasse.
Dieses Material war durch eine Mikrofiltrationsmembran vorbehandelt
worden, wie es in Beispiel 2 beschrieben ist. Nach dieser Vorbehandlung
wurde die verdünnte
filtrierte Melasse dann durch eine Ultrafiltrationsmembran weiter
filtriert, wobei eine Apparatur mit dem in
Die zur Ultrafiltration verwendete Apparatur war dieselbe wie die, die zur Mikrofiltration verwendet wurde, allerdings war die verwendete Membran eine Osmonics GH 2500cl mit einer Molekulargewichtsausschlußgrenze von 2 500 Dalton. Diese Membran ist von Osmonics erhältlich. Die angewendeten Verfahrensbedingungen waren ähnlich denen der Mikrofiltration, allerdings wurde der Arbeitsdruck auf 10 bar eingestellt und der Kreuzstromdruck war 0,7 bar. Das Permeat aus diesem Verfahren wurde gesammelt und als Beschickung für die Nanofiltration verwendet. Die Verfahren und die Apparatur, die zur Nanofiltration verwendet wurden, waren wie in Beispiel 1 beschrieben.The one used for ultrafiltration Equipment was the same as that used for microfiltration , but the membrane used was an Osmonics GH 2500cl with a molecular weight cutoff of 2500 Daltons. This Membrane is available from Osmonics. The process conditions used were similar to those of microfiltration, however, the working pressure was set to 10 bar and the Cross flow pressure was 0.7 bar. The permeate from this process was collected and fed to uses nanofiltration. The procedures and the equipment used for nanofiltration were as described in Example 1.
Wie in Tabelle 6 dargestellt ist, war der Saccharose-Gehalt der Melasse von 52,1% auf 75,1% erhöht und die Saccharose im Permeat war 18,4%.As shown in Table 6, the molasses' sucrose content was increased from 52.1% to 75.1% and the Sucrose in the permeate was 18.4%.
TABELLE 6 Raffineriemelasse TABLE 6 Refinery molasses
BEISPIEL 7EXAMPLE 7
Dieses Experiment verwendete Rübensaft, der durch Filtrieren durch eine Membran produziert worden war. Dieser wurde erhalten, indem Saft genommen wurde, welcher durch Diffusion von Rüben erhalten worden war, und dieser durch eine Ultrafiltrationsmembran mit einer Porengröße von 10 000 bis 50 000 Dalton filtriert wurde. Die verwendeten Rüben waren für wenige Monate gelagert worden und der Saccharose-Gehalt des erhaltenen Safts war mit 86% relativ niedrig und er enthielt 3% Invertzucker. Der pH wurde mit Natriumhydroxid auf pH 7 eingestellt. Weder zur pH-Einstellung noch zur Zerstörung von Invertzucker wurde Kalk verwendet.This experiment used beet juice, which was produced by filtering through a membrane. This was obtained by taking juice obtained by diffusion of beets was obtained, and this through an ultrafiltration membrane with a pore size of 10 000 to 50,000 daltons was filtered. The beets used were for a few Has been stored for months and the sucrose content of the obtained Juices were relatively low at 86% and contained 3% invert sugar. The pH was adjusted to pH 7 with sodium hydroxide. Neither to pH adjustment still for destruction lime was used for invert sugar.
Alle Bedingungen und Verfahren für Beispiel 7 waren wie die in Beispiel 1 verwendeten, außer daß eine Vorfiltration durch einen groben Filterbeutel und ein Patronenfilter nicht erforderlich waren, da der Saft, der durch eine Ultrafiltrationsmembran gegangen war, bereits frei von suspendierten Feststoffen war. Die Resultate sind in Tabelle 7 angegeben.All conditions and procedures for example 7 were like those used in Example 1, except that pre-filtration through a coarse filter bag and a cartridge filter are not required were there the juice that went through an ultrafiltration membrane was already free of suspended solids. The results are given in Table 7.
TABELLE 7 TABLE 7
Die in allen obigen Beispielen verwendete Nanofiltrationsmembran war eine Desal 5. Andere Nanofiltrationsmembranen, die verwendet werden können sind Hydranautics NTR 745,0, AMT ATP 50 oder ASP 5 oder Dow NF 45.The one used in all of the above examples Nanofiltration membrane was a Desal 5. Other nanofiltration membranes, that can be used are Hydranautics NTR 745.0, AMT ATP 50 or ASP 5 or Dow NF 45.
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