EA015385B1 - Подщелачивание диффузионного сока - Google Patents
Подщелачивание диффузионного сока Download PDFInfo
- Publication number
- EA015385B1 EA015385B1 EA200900953A EA200900953A EA015385B1 EA 015385 B1 EA015385 B1 EA 015385B1 EA 200900953 A EA200900953 A EA 200900953A EA 200900953 A EA200900953 A EA 200900953A EA 015385 B1 EA015385 B1 EA 015385B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- juice
- diffusion juice
- defecation
- diffusion
- alkalinity
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/02—Purification of sugar juices using alkaline earth metal compounds
- C13B20/04—Purification of sugar juices using alkaline earth metal compounds followed by saturation
- C13B20/06—Purification of sugar juices using alkaline earth metal compounds followed by saturation with carbon dioxide or sulfur dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/02—Purification of sugar juices using alkaline earth metal compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Non-Alcoholic Beverages (AREA)
- Dairy Products (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки диффузионного сока сахарной свеклы, который получают экстракцией сахарной свеклы, а также к устройствам для очистки диффузионного сока сахарной свеклы. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения сахарного сиропа или же сахарозы из диффузионного сока сахарной свеклы.
Description
(57) Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки диффузионного сока сахарной свеклы, который получают экстракцией сахарной свеклы, а также к устройствам для очистки диффузионного сока сахарной свеклы. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения сахарного сиропа или же сахарозы из диффузионного сока сахарной свеклы.
Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки диффузионного сока сахарной свеклы, получаемого экстракцией из сахарной свеклы, а также к устройствам для очистки диффузионного сока сахарной свеклы. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения сахарного сиропа или же сахарозы из диффузионного сока сахарной свеклы.
Обычно сахар (сахарозу) получают из свеклы (сахарной свеклы, Ве1а уи1дап8), сначала освобождая собранную свеклу от большей части все еще налипшей на ней почвы и остатков листьев. Затем свеклу моют и с помощью режущих машин режут в свекловичную свежую стружку, как правило, толщиной в карандаш. Получение сахара из свежей свекловичной стружки проводят посредством экстракции сока из свежей свекловичной стружки в горячей диффузионной воде примерно при температуре 65-70°С. Как правило, противоточную экстракцию проводят в колонном диффузионном аппарате.
Обычным является диффузионный способ. Подкисление диффузионной воды благоприятно сказывается на последующей фильтрации полученного диффузионного сока сахарной свеклы, а также на отжимаемости экстрагированной свежей свекловичной стружки.
Затем полученный при экстракции диффузионный сок сахарной свеклы подают на стадию очистки сока, которая также называется очисткой диффузионного сока. При этом должны быть удалены содержащиеся в диффузионном соке загрязнения, которые называются несахарозными веществами. Обычно очистка сока происходит в виде известково-углекислотной очистки диффузионного сока. Она включает в себя стадии преддефекации и основной дефекации. Затем происходит первая и, при необходимости, вторая или дальнейшая карбонатация, при этом из осветленного диффузионного сока посредством фильтрации отделяется образующийся при карбонатации осадок.
Очищенный на стадии очистки сока диффузионный сок, который также называется сатурационным соком, содержит примерно 12-18%, прежде всего примерно 15-17% сахарозы. Обычно чистота диффузионного сока составляет 90-92%. Затем его обезвоживанием сгущают в сироп с содержанием сахарозы примерно 65-70%, а после этого сгущают далее в кристаллизаторах до тех пор, пока не образуется вязкая масса, так называемый утфель в вакуум-аппарате, с содержанием сахарозы примерно 85%. Наконец, посредством отделения центрифугированием мелассы получают кристаллический белый сахар, который затем, при необходимости, может быть подвержен рафинированию.
При преддефекации и основной дефекации содержащиеся в диффузионном соке сахарной свеклы несахарозные вещества разлагаются лишь в той степени, при которой они могут быть отделены целесообразными способами отделения. В известных способах несахарозные вещества частично разлагаются на низкомолекулярные соединения, они уже не могут быть полностью удалены из диффузионного сока. Известными проблемами являются связанное с этим невыгодное проявление цвета полученного при очистке сока сатурационного сока и невыгодно высокое содержание солей кальция в сатурационном соке. Присутствие несахарозных веществ ухудшает производственный результат, т.е., прежде всего, полученную из диффузионного сока после сгущения сатурационного сока и последующей кристаллизации и центрифугирования кристаллическую сахарозу или же сахарный сироп.
Полученный в результате экстракции из свежей свекловичной стружки диффузионный сок обычно имеет значение рН примерно 5,8-6,2 и температуру примерно 20-30°С. После экстракции из диффузионного сока, при необходимости, удаляют мезгу и/или песок и известным образом с помощью нагревателей диффузионного сока его нагревают до известной температуры преддефекации приблизительно в 5575°С.
При известной преддефекации диффузионный сок после экстракции направляют прямо в преддефекатор или преддефекационный реактор и там, как правило, постепенно, в большинстве случаев в щадящих условиях подщелачивают посредством добавления раствора оксида кальция, так называемого известкового молока. При этом значение рН диффузионного сока в преддефекационном реакторе постепенно повышается примерно до 11,5. Как известно, для этой цели добавляют известковое молоко до концентрации примерно 0,1-0,3 г гидроксида кальция на 100 мл диффузионного сока [г СаО/100 мл]. Это приводит к нейтрализации имеющихся в диффузионном соке органических и неорганических кислот. При этом анионные соединения, которые образуют с кальцием нерастворимые и труднорастворимые соли, например фосфат, оксалат, цитрат и сульфат, в значительной степени выпадают в осадок. Кроме того, при этом коагулируют и протеины, а также коллоидально растворенные несахарозные вещества, такие как пектин и белковые вещества. Осаждение несахарозных веществ происходит в пределах определенных диапазонов значений рН, которые при прогрессивном подщелачивании проходятся один за другим. При этом, в конечном счете, происходит агломерация или уплотнение полученного осадка, который затем может быть легче удален.
При известным образом проводимой далее основной дефекации температура повышается примерно до 85°С. Щелочность диффузионного сока еще раз повышается дальнейшей добавкой известкового молока так, что обычно достигается концентрация примерно 1 г СаО/100 мл. При этом происходит химическое разложение амид кислот, таких как глутамин. Эти компоненты, как и образованный в результате нежелательного гидролиза сахарозы инвертный сахар, должны быть отделены или расщеплены в ранней фазе получения сахарозы. В противном случае, при последующем сгущении сока происходит невыгодное образование кислот и проявление цвета.
- 1 015385
На последующей стадии карбонатации, в процессе основной дефекации неизрасходованная известь путем введения диоксида углерода в качестве карбонатационного газа превращается в карбонат кальция. Карбонат кальция является сильным адсорбентом для растворимых несахарозных веществ. Таким образом, карбонат кальция служит также в качестве адсорбционного и фильтрационного вспомогательного средства. Двуокись углерода и негашеную известь для получения известкового молока получают, как правило, на сахарном заводе в коксовых печах, в которых известняк обжигается коксом. Концентрированные через фильтры на первой и предпочтительно второй, а в случае необходимости, и дополнительной стадиях карбонатации суспензии карбоната кальция (так называемые сгущенные суспензии нефильтрованного сатурационного сока) обычно объединяют и отжимают с помощью мембранных фильтрпрессов. При этом образуется так называемый сыпучий осадок карбоната кальция. Этот сыпучий осадок карбоната кальция является пригодным для хранения продуктом с содержанием сухого вещества, как правило, более 70% и может, отчасти, применяться в качестве удобрения. Обычно часть сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока возвращают на преддефекацию.
Недостаток традиционной известково-углекислотной очистки диффузионного сока заключается, прежде всего, в том, что достигаемый очистной эффект слишком слаб, так как при этом из диффузионного сока сахарной свеклы может быть удалено максимально примерно лишь 40% всех несахарозных веществ.
Еще один недостаток заключается в том, что в результате гидролиза сахарозы образуется инвертный сахар, который понижает качество полученного сатурационного сока, прежде всего, это негативно сказывается на проявлении цвета сатурационного сока (цвет сатурационного сока). Кроме того, является желательным, если обусловленное наличием несахарозных веществ в диффузионном соке содержание солей кальция в полученном сатурационном соке является как можно более низким.
В известных способах известково-углекислотной очистки диффузионного сока образованный карбонат кальция действует в качестве фильтрационного средства. Если уменьшить введение известкового молока, ухудшается не только результат очистки, страдает также и фильтруемость нефильтрованного сатурационного сока после карбонатации. Критерием фильтруемости является коэффициент фильтрации. Чем ниже его величина, тем лучше. Поэтому дополнительно желательны меры, которые как можно больше снижают коэффициент фильтрации (КФ [с/см2]) дефекованного сока (так называемые нефильтрованные сатурационные соки) при осветлении в первой карбонатации для того, чтобы повысить эффективность фильтрации.
Постановка задачи.
В основу настоящего изобретения положена техническая проблема создания альтернативного и усовершенствованного способа очистки диффузионного сока сахарной свеклы.
Настоящее изобретение решает положенную в его основу проблему, по существу, посредством создания способа очистки диффузионного сока сахарной свеклы, который включает в себя, по меньшей мере, следующие стадии:
а) получение диффузионного сока экстракцией из сахарной свеклы;
б) предварительное (или так называемое раннее) подщелачивание диффузионного сока после экстракции до первой щелочности с, составляющей от рН 7 до 11;
в) нагревание подщелоченного диффузионного сока до температуры Т преддефекации;
г) преддефекация подщелоченного диффузионного сока до щелочности, которая всегда выше щелочности на стадии б), для флокуляции несахарозных веществ.
Для оптимальной щелочности на стадии б) изобретатели установили следующую эмпирическую связь (формула I):
с [значение рН] ~а-Т[в°С] + Ь (I)
При этом для множителя а действует интервал значений от 0,07 до 0,12, для слагаемого Ь - интервал значений от 2 до 4. Предпочтительно а составляет приблизительно 0,1. Предпочтительно Ь составляет приблизительно 3. При этом температура Т предпочтительно составляет 80°С или менее.
Как указано выше, щелочность с на стадии б) всегда ниже (более низкое значение рН), чем щелочность (более высокое значение рН) на стадии г). Оказалось, что значение рН (от приблизительно 5,8 до приблизительно 6,2) и температура (от приблизительно 20 до приблизительно 30°С) диффузионного сока, как он получается непосредственно после традиционной экстракции из свеклы и в традиционных способах очистки диффузионного сока, прямо вводятся в стадию преддефекации, благоприятствуют химическим, ферментативным и микробиологическим реакциям разложения содержащейся сахарозы и других несахарозных веществ. Кроме того, преобладающая кислая среда снижает термическую стабильность диффузионного сока, так что при подогреве диффузионного сока до преддефекации или в ходе стадии преддефекации происходит образование других несахарозных веществ, прежде всего инвертного сахара.
Оказалось, что образование несахарозных веществ в диффузионном соке до преддефекации и во время преддефекации оказывает сильное влияние на качество сатурационного сока или же сиропа, прежде всего на цвет и содержание солей кальция. Это непосредственно приводит к снижению выхода сахара в процессе.
- 2 015385
Кроме того, оказалось, что стимулируемая кислой средой микробиологическая активность в диффузионном соке приводит к образованию гидратационных остатков, что способствует засорению подогревателей диффузионного сока (теплообменников) и понижает фильтруемость (значение КФ) нефильтрованных сатурационных соков, прежде всего нефильтрованного сока 1 сатурации.
Изобретатели неожиданно обнаружили, что, если диффузионный сок после экстракции и перед введением в стадию преддефекации в ходе отдельной стадии подщелачивания подщелачивается с помощью одной или нескольких щелочей, например известковым молоком, соком основной дефекации, натровым щелоком и/или содой, описанных выше негативных воздействий можно избежать. Особенно неожиданно оказалось, что полезные эффекты максимальны тогда, когда достигнутое при подщелачивании диффузионного сока согласно изобретению значение рН выбирается в зависимости от температуры последующей преддефекации. То есть объем оптимального предварительного (первого или раннего) подщелачивания диффузионного сока зависит от выбранной температуры преддефекации.
В соответствии с этим одна предпочтительная форма осуществления способа согласно изобретению предусматривает, что при подщелачивании диффузионного сока на стадии б) щелочность с выбирается в зависимости от температуры Т преддефекации на стадии г). Целесообразно, с принимает значения от приблизительно 7 до приблизительно 11. Предпочтительно с (значение рН) составляет 9 или менее.
Предпочтительно на стадиях в) и/или г) температура Т преддефекации составляет 80°С или менее либо 75°С или менее, а предпочтительно от 50 до 75°С.
Предпочтительно предварительное подщелачивание согласно изобретению на стадии б) проводят после экстракции, предпочтительно проводят непосредственно, или сразу, после обработки в утфелемешалке-кристаллизаторе. Предпочтительно на стадии б) проводят предварительное подщелачивание посредством добавки сока основной дефекации, который предпочтительно возвращается из процесса очистки диффузионного сока, и/или посредством добавки известкового молока, и/или посредством добавки натрового щелока, и/или соды, и/или их смесей.
Предпочтительно на стадии г) проводят последующее (традиционное, или второе) подщелачивание в виде преддефекации посредством добавки известкового молока до общей концентрации от 0,1 до 0,3 г СаО/100 мл. В одном предпочтительном варианте на стадии г) подщелачивание проводят прогрессивно до щелочности рН 11 или более. В одном предпочтительном варианте на стадии г) подщелачивание проводят прогрессивно до достижения оптимальной точки флокуляции, в которой несахарозные вещества коагулируют и/или выпадают в осадок.
Отдельно предусмотрено, что предварительное подщелачивание диффузионного сока сахарной свеклы, а также подщелачивание во время преддефекации предпочтительно проводят в противотоке, посредством возвращенного уже подщелоченного диффузионного сока, например сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока из стадий карбонатации и/или сока основной дефекации.
В связи с настоящим изобретением под диффузионным соком сахарной свеклы или диффузионным соком подразумевается сок, который противоточной экстракцией экстрагируют предпочтительно из свежей свекловичной стружки. Наряду с сахаром этот богатый сахаром диффузионный сок содержит и другие органические и неорганические компоненты свеклы, которые обозначаются как несахарозные вещества или же несахарные вещества. Под несахарозными веществами подразумеваются, прежде всего, высокомолекулярные вещества, такие как белковые вещества, полисахариды и компоненты межклеточной стенки, а также низкомолекулярные соединения, такие как неорганические или органические кислоты, аминокислоты и минеральные соли. В случае с компонентами межклеточной стенки речь идет, в особенности, о пектинах, лигнине, целлюлозе и гемицеллюлозе. Эти вещества, как и белковые вещества, к которым наряду с протеинами относятся, прежде всего, нуклеопротеиды, присутствуют в виде гидрофильных макромолекул в коллоидально-дисперсной форме. В случае с органическими кислотами речь идет, например, о лактате, цитрате и оксалате. В случае с неорганическими кислотами/солями речь идет, прежде всего, о сульфатах и фосфатах.
Под известковым молоком подразумевается гидроксид кальция, который образуется при сильной экзотермической реакции жженой извести (оксид кальция) с водой и применяется в качестве дефекационного средства при преддефекации и основной дефекации. Добавка известкового молока в диффузионный сок при преддефекации приводит к осаждению или коагуляции несахарозных веществ в виде коагулятов. Добавку известкового молока для преддефекации диффузионного сока согласно изобретению проводят предпочтительно в виде прогрессивной преддефекации. Прогрессивная преддефекация посредством постепенного повышения щелочности или же значения рН диффузионного сока происходит предпочтительно путем медленной подачи дефекационного средства в виде известкового молока или посредством небольших прерывистых отдельных добавок известкового молока, при этом, прежде всего, рНоптимум проходит медленно. Предпочтительно прогрессивное подщелачивание проводится в противотоке, при этом возвращаемый сок более высокой щелочности как можно быстрее смешивается с соком более низкой щелочности, без возможности возникновения различных градиентов щелочности в зоне смешения. При использовании соответствующих транспортных систем в преддефекаторе в пределах системы обеспечивается то, что необходимое возвратное количество с большим постоянством направляется против основного направления потока.
- 3 015385
Предпочтительно лучше непосредственно на стадии д) следует по меньшей мере одна стадия основной дефекации, на которой преддефекованный сок подвергается основной дефекации. Она отличается предпочтительно тем, что полученный преддефекованный сок подщелачивается дальше. Для этого вводится дополнительное количество известкового молока, так что достигается концентрация предпочтительно в 1,0 г СаО/100 мл. Предпочтительно основная дефекация проводится в две стадии.
Изобретатели неожиданно обнаружили, что посредством первой холодной основной дефекации и последующей второй горячей основной дефекации может быть повышена эффективность отделения и расщепления несахарозных веществ на стадии основной дефекации. За счет этого может быть также уменьшено количество вводимого при основной дефекации известкового молока.
При этом на первой стадии д1) происходит первая основная дефекация, а на предпочтительно непосредственно следующей за первой стадии д2) - вторая основная дефекация. Предпочтительно на стадии д1) в преддефекованный сок добавляют еще известкового молока, пока не будет достигнута концентрация от 0,8 до 1,2 г СаО/100 мл, предпочтительно 1,0 г СаО/100 мл. Таким образом, получают сырой сок, прошедший основную дефекацию. Предпочтительно первую основную дефекацию проводят в виде холодной основной дефекации при низкой температуре, т.е. при температуре 75°С или менее, предпочтительно 70°С, предпочтительно 65°С или менее, особо предпочтительно в температурном диапазоне от 35 до 65°С.
На предпочтительно дальнейшей стадии д2) происходит вторая основная дефекация дефекуемого сока, при этом, в случае необходимости, добавляют еще известкового молока до концентрации предпочтительно в 1,0 СаО/100 мл. Предпочтительно вторую основную дефекацию проводят в виде горячей основной дефекации при высокой температуре, т.е. при температуре выше 75°С, предпочтительно 80°С или больше, предпочтительно 85°С или больше, особо предпочтительно в температурном диапазоне от 85 до 95°С. Предпочтительно повышенная температура при второй основной дефекации достигается за счет предвключения теплообменника или проточного нагревателя, по которому протекает сок основной дефекации.
В целом за счет более эффективной очистки диффузионного сока может быть получен осветленный диффузионный сок более высокого качества, и, при известных условиях, можно отказаться от дополнительной дефекации диффузионного сока после первой стадии карбонатации. Как преимущество, способ согласно изобретению также пригоден для переработки свекольного материала плохого качества, прежде всего порченой свеклы. Это, прежде всего, означает, что время производственного сезона, т.е. времени, в течение которого собранная и находящаяся на промежуточном хранении свекла перерабатывается на сахарном заводе, может быть продлено.
В известных способах очистки диффузионного сока снижение расхода извести ограничено, в частности, ухудшением фильтруемости. Неожиданно оказывается, что с помощью способа согласно изобретению это ограничение может быть преодолено.
Предпочтительно после предпочтительно первой основной дефекации и перед осветлением дефекованного сока для улучшения осаждения фракции несахарозных веществ в суспензию добавляют по меньшей мере один флокулянт. Предпочтительно флокулянт добавляется до концентрации от 1 до 8 ч./млн. Предпочтительно флокулянт выбран из полианионных макромолекул, предпочтительно из акриламида и сополимеров из акриламида и акрилата натрия. Предпочтительно флокулянт имеет среднюю молекулярную массу в среднем приблизительно от 5x106 до 22х 106 г/моль.
Предпочтительно сепарированные несахарозные вещества или же содержащая несахарозные вещества фракция в качестве так называемого жидкого шлама концентрируются дальше. При этом по меньшей мере на одной следующей стадии в одном или нескольких сепарационных устройствах от него отделяется содержащая сахарозу фракция, в результате чего концентрация содержащей несахарозные вещества фракции еще больше повышается. Предпочтительно в качестве сепарационного устройства применяется центрифуга. Предпочтительно центрифуга выбрана из центрифуг тарельчатого типа или же сепараторов тарельчатого типа и декантерных центрифуг. Сепарационные устройства, на выбор, установлены непосредственно одно за другим. Однако также предусмотрено соединение отверстия для выпуска шлама первого сепарационного устройства через смесительный резервуар или схожее устройство с впускным отверстием второго, следующего сепарационного устройства. Предпочтительно отделенные во вторых и следующих сепарационных устройствах сахарозосодержащие осветленные соки или же обессахаренные соки снова возвращаются в процесс очистки диффузионного сока согласно изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления дефекованный сок после основной дефекации подается на карбонатацию. Предпочтительно для этой цели на предпочтительно непосредственно следующей стадии проводится по меньшей мере одна карбонатация посредством введения двуокиси углерода в сок основной дефекации. Сразу после карбонатации происходит фильтрация образующегося шлама. При этом получают светлый сахарный сироп. Карбонатация происходит, по существу, известным самим по себе способом. Особо предпочтительно карбонатация выполнена в виде двух- или многоступенчатой карбонатации. Предпочтительно первая карбонатация и первая фильтрация происходят на одной стадии и предпочтительно непосредственно за этим вторая карбонатация и вторая фильтрация. После второй карбонатации в зависимости от области применения и целесообразности может следовать третья и дальнейшая карбонатация и фильтрация.
- 4 015385
Еще одним предметом изобретения является способ получения сахарного сиропа из диффузионного сока сахарной свеклы. Этот способ согласно изобретению включает в себя на первой стадии подготовку диффузионного сока сахарной свеклы, так как его получают предпочтительно противоточной экстракцией из свекловичного жома. Затем осуществляется способ очистки диффузионного сока согласно изобретению, по меньшей мере, со стадиями а)-г), предпочтительно а)-д), так как он описан выше. Затем, на следующей стадии получают освобожденный от несахарозных веществ осветленный сахарный сироп. При известных обстоятельствах на следующей стадии он может быть кристаллизован известным способом, так что получается кристаллическая сахароза.
Наконец, еще одним предметом изобретения является устройство для осуществления способа очистки диффузионного сока согласно изобретению. Оно имеет, по меньшей мере, следующие элементы: подщелачивающее устройство (10), преддефекационное устройство (30) и подключенный между ними первый теплообменник (20) (см. фиг. 1 и 2).
Подщелачивающее устройство (10) служит для подщелачивания диффузионного сока и имеет по меньшей мере один подвод (11) для диффузионного сока, по меньшей мере одно дозирующее устройство (13) для дозировки щелочей и по меньшей мере один слив (12) для подщелоченного диффузионного сока. Предпочтительно подщелачивающее устройство (10) выполнено в виде статического смесителя. В одном предпочтительном варианте подвод (11) подщелачивающего устройства (10) непосредственно сообщается с емкостью уфтелемешалки-кристализатора стадии экстракции для экстрагирования из сахарной свеклы.
Преддефекационное устройство (30) служит для преддефекации подщелоченного диффузионного сока и имеет по меньшей мере один подвод (31) для подщелоченного диффузионного сока, по меньшей мере одно дозирующее устройство (33) для дозировки известкового молока и по меньшей мере один слив (32) для преддефекованного сока.
Первый теплообменник (20) служит для нагрева подщелоченного в подщелачивающем устройстве (10) диффузионного сока и имеет по меньшей мере один подвод (21) для подщелоченного диффузионного сока и по меньшей мере один слив (22) для нагретого дефекованного сока, при этом подвод (21) сообщается со сливом (12) первого подщелачивающего устройства (10), а слив (22) сообщается с подводом (31) преддефекационного устройства (30).
В одной предпочтительной конструктивной форме устройство согласно изобретению имеет, по меньшей мере, следующие элементы: первое устройство (40) для основной дефекации, второе устройство (60) для основной дефекации и подключенный между ними второй теплообменник (50).
Первое устройство (40) для основной дефекации служит для первой основной дефекации, прежде всего холодной основной дефекации, дефекуемого диффузионного сока и имеет по меньшей мере один подвод (41) для диффузионного сока, по меньшей мере одно дозирующее устройство (43) для дозировки известкового молока и по меньшей мере один слив (42) для прошедшего основную дефекацию сырого сока.
Второе устройство (60) для основной дефекации служит для второй основной дефекации, прежде всего горячей основной дефекации, дефекуемого диффузионного сока и имеет по меньшей мере один подвод (61) для диффузионного сока, при необходимости, по меньшей мере одно дозирующее устройство (63) для дозировки известкового молока и по меньшей мере один слив (62) для прошедшего основную дефекацию диффузионного сока.
Второй теплообменник (50) служит для нагрева прошедшего основную дефекацию в первом устройстве (40) для основной дефекации диффузионного сока и имеет по меньшей мере один подвод (51) для прошедшего основную дефекацию диффузионного сока и по меньшей мере один слив (52) для нагретого прошедшего основную дефекацию диффузионного сока, при этом подвод (51) сообщается со сливом (42) первого устройства (40) для основной дефекации, а слив (52) сообщается с подводом (61) второго устройства (60) для основной дефекации.
Пример осуществления изобретения.
Изобретение поясняется более подробно на следующем примере и фигурах, при этом они не должны пониматься в качестве ограничивающих.
На фиг. 1 схематично представлена структура предпочтительного устройства согласно изобретению. Устройство имеет подщелачивающее устройство (10), преддефекационное устройство (30) и подключенный между ними теплообменник (20). Подщелачивающее устройство (10) имеет подвод (11) для диффузионного сока, дозирующее устройство (13) и слив (12) для подщелоченного диффузионного сока. Преддефекационное устройство (30) имеет подвод (31) для подщелоченного диффузионного сока, дозирующее устройство (33) и слив (32) для преддефекованного сока. Первый теплообменник (20) имеет подвод (21) для подщелоченного диффузионного сока и по меньшей мере один слив (22) для нагретого дефекованного сока, при этом подвод (21) сообщается со сливом (12) подщелачивающего устройства (10), а слив (22) сообщается с подводом (31) преддефекационного устройства (30).
На фиг. 2 показана еще одна предпочтительная схема устройства согласно изобретению. Устройство имеет подщелачивающее устройство (10), преддефекационное устройство (30) и подключенный между ними первый теплообменник (20), а также первое устройство (40) для основной дефекации, второе
- 5 015385 устройство (60) для основной дефекации и подключенный между ними второй теплообменник (50). Подщелачивающее устройство (10) имеет подвод (11), дозирующее устройство (13) и слив (12). Преддефекационное устройство (30) имеет подвод (31), дозирующее устройство (33) и слив (32). Первый теплообменник (20) имеет подвод (21) и слив (22), при этом подвод (21) сообщается со сливом (12) подщелачивающего устройства (10), а слив (22) сообщается и с подводом (31) преддефекационного устройства (30). Первое устройство (40) для основной дефекации имеет подвод (41) для диффузионного сока, дозирующее устройство (43) и слив (42) для прошедшего основную дефекацию диффузионного сока. Второе устройство (60) для основной дефекации имеет подвод (61) для диффузионного сока и слив (62) для прошедшего основную дефекацию диффузионного сока. Второй теплообменник (50) имеет подвод (51) для прошедшего основную дефекацию диффузионного сока и слив (52) для нагретого прошедшего основную дефекацию диффузионного сока, при этом подвод (51) сообщается со сливом (42) первого устройства (40) для основной дефекации, а слив (52) сообщается с подводом (61) второго устройства (60) для основной дефекации
На фиг. 3 графически представлена зависимость цвета сатурационного сока от выбранной щелочности при предварительном (первом, или раннем) подщелачивании диффузионного сока согласно изобретению.
На фиг. 4 графически представлена зависимость содержания солей кальция сатурационного сока от выбранной щелочности при предварительном подщелачивании диффузионного сока согласно изобретению.
На фиг. 5 графически представлена зависимость увеличения количества инвертного сахара в диффузионном соке от температуры преддефекации и от выбранной щелочности при предварительном подщелачивании диффузионного сока согласно изобретению.
На фиг. 6 графически представлена зависимость значения КФ нефильтрованного сока 1 сатурации от температуры преддефекации и от выбранной щелочности при предварительном подщелачивании диффузионного сока согласно изобретению.
Пример. Очистка диффузионного сока с предварительным подщелачиванием диффузионного сока.
1. Экстракция из сахарной свеклы.
Сахарную свеклу, которая была только что собрана или хранилась в течение некоторого времени, моют, а затем измельчают в свеклорезке с режущим механизмом. Измельченную свежую свекловичную стружку через емкость уфтелемешалки-кристаллизатора подают на установку для противоточной экстракции и подвергают в ней экстрагированию. Температура при экстрагировании составляет примерно 75°С. В качестве экстрактора применяют экстрактор колонного типа, в котором свежую свекловичную стружку подвергают экстрагированию в противотоке с нагретой пресной водой. В качестве экстракта получают так называемый диффузионный сок.
2. Очистка диффузионного сока.
2.1. Подщелачивание диффузионного сока.
На первой стадии в отдельном резервуаре для подщелачивания технический диффузионный сок посредством добавки известкового молока подщелачивают до значения рН 6,0-11,0, так называемое предварительное подщелачивание диффузионного сока. Резервуар для подщелачивания представляет собой выполненный с возможностью нагрева резервуар с мешалкой, трубой для ввода СО2 и рН-электродом. При предварительном подщелачивании диффузионного сока диффузионный сок нагревают до необходимой температуры преддефекации примерно 55-85°С.
2.2. Преддефекация.
Добавка известкового молока в диффузионный сок до значения рН оптимальной точки флокуляции (значение рН 11,40) происходила прогрессивно (ступенчато, в данном конкретном случае было выбрано 7 ступеней). Добавка происходит в течение 20 мин и с контролем значения рН через определенные интервалы времени. После этого была сделана 5-минутная рН-пауза.
При преддефекации происходит флокуляция несахарозных веществ посредством коагуляции несахарозных веществ между собой и осаждения посредством добавляемого известкового молока.
2.3. Основная дефекация.
После завершения преддефекации преддефекованный диффузионный сок в последовательно подключенном еще одном резервуаре для подщелачивания подвергается первой холодной основной дефекации. Для этого посредством дальнейшей добавки известкового молока щелочность повышают до 1,0 г СаО/100 мл. Температура при горячей основной дефекации составляет примерно 85°С, она поддерживается примерно в течение 20 мин.
2.4. Первая карбонатация.
Первая карбонатация происходит при 85°С с дозированной добавкой двуокиси углерода. В процессе дозированной добавки значение рН контролируют, как описано выше. Карбонатация происходит в течение 15 мин до значения рН 11,20.
2.5. Вторая карбонатация.
Полученный после первой карбонатации нефильтрованный сок 1 сатурации отфильтровывается с помощью отсосной склянки через воронку Бюхнера. В качестве фильтрующего материала используют
- 6 015385 цилиндрический фильтр фирмы 5>е111с1с11сг & 8сйие11 589/1, черный ленточный фильтр, беззольный (12 мкм). Фильтрат первой карбонатации возвращают в очищенный реактор и дополнительно нагревают примерно до 88°С. Вслед за этим происходит повторная добавка двуокиси углерода до тех пор, пока не установится значение рН сока в 9,25 (в течение 10 мин). После этого дозировка прекращается. По прошествии послереакционного времени в 10 мин полученный во второй карбонатации нефильтрованный сок 2 сатурации также фильтруют (цилиндрический фильтр фирмы 8сЫе1сйег & 8сйие11 5893, синяя лента, беззольный (2 мкм)). Получают сатурационный сок. Определяют цвет и содержание солей кальция сатурационного сока.
Выпавший в осадок карбонат кальция удаляют из осветленного диффузионного сока после первой карбонатации в первой фильтрации или же после второй карбонатации во второй фильтрации, так что получают осветленный очищенный диффузионный сок. Полученную в первой и второй фильтрации остающуюся фракцию собирают в резервуаре для шлама, а затем обезвоживают с помощью пресса для получения сыпучего осадка карбоната кальция.
3. Результаты.
Результаты экспериментов представлены на фиг. 3-5.
Были установлены значительные влияния подщелачивания диффузионного сока на качество сатурационного сока (цвет и содержание солей кальция). Цвет сатурационного сока усиливается с повышением температуры преддефекации. Цвет сатурационного сока ослабляется в результате подщелачивания диффузионного сока. Влияние подщелачивания диффузионного сока на ослабление цвета сатурационного сока зависит от температуры преддефекации. Ослабление цвета сатурационного сока составляет приблизительно 200 международных единиц (при температуре преддефекации 50°С), ослабление цвета сатурационного сока составляет приблизительно 500 международных единиц (при температуре преддефекации 80°С).
Содержание солей кальция в сатурационном соке увеличивается с повышением температуры преддефекации. Содержание солей кальция в сатурационном соке уменьшается при подщелачивании диффузионного сока до оптимального значения рН. Необходимое значение рН диффузионного сока перед его подогревом для достижения минимального содержания солей кальция в сатурационном соке совпадает с необходимым значением рН для оптимального цвета сатурационного сока.
Подлежащее установлению посредством подвода щелочного средства оптимальное значение рН диффузионного сока зависит от температуры и может быть определено по следующему эмпирическому уравнению:
где Т - температура преддефекации.
Claims (18)
1. Способ очистки полученного при экстракции сахарной свеклы диффузионного сока, включающий в себя следующие стадии:
а) получение диффузионного сока посредством экстракции сахарной свеклы,
б) первое подщелачивание диффузионного сока после экстракции и перед началом преддефекации посредством добавки натрового щелока и/или соды до первой щелочности с,
в) нагревание подщелоченного диффузионного сока до температуры Т преддефекации,
г) преддефекация подщелоченного диффузионного сока до второй щелочности для флокуляции несахарозных веществ.
2. Способ по п.1, в котором на стадии б) первую щелочность с выбирают в зависимости от температуры Т преддефекации.
3. Способ по п.2, в котором действительно где а=0,07-0,12, Ь=2-4.
4. Способ по п.3, в котором а=0,1.
5. Способ по п.2 или 3, в котором Ь=3.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором первая щелочность на стадии б) всегда ниже, чем вторая щелочность на стадии г).
7. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии б) первая щелочность составляет от рН 7 до 11.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии б) первая щелочность составляет менее чем рН 9.
9. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии б) первое подщелачивание после экстракции происходит непосредственно после обработки в утфелемешалке-кристаллизаторе.
10. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии в) и г) температура Т преддефекации составляет 75°С или менее.
11. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии в) и г) температура Т предде
- 7 015385 фекации составляет от 55 до 75°С.
12. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии г) происходит второе подщелачивание посредством добавки известкового молока до общей концентрации от 0,1 до 0,3 г СаО/100 мл.
13. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии г) второе подщелачивание происходит прогрессивно до щелочности рН 11 или более.
14. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором на стадии г) второе подщелачивание происходит прогрессивно до достижения оптимальной точки флокуляции.
15. Способ по одному из предыдущих пунктов, включающий дополнительную стадию:
д) основная дефекация преддефекованного диффузионного сока.
16. Способ по п.14, в котором на стадии д) основная дефекация включает в себя следующие стадии: д1) первая основная дефекация диффузионного сока при температуре 75°С или менее и д2) вторая основная дефекация диффузионного сока при температуре выше чем 75°С.
17. Способ получения сахарного сиропа из сахарной свеклы, в котором свеклу экстрагируют, затем осуществляют способ по одному из пп.1-16, подщелоченный диффузионный сок осветляют, а затем из осветленного диффузионного сока получают сахарный сироп.
18. Устройство для осуществления способа по одному из предыдущих пунктов, содержащее первое подщелачивающее устройство (10) для подщелачивания диффузионного сока с подводом (11) для диффузионного сока, дозирующим устройством (13) для дозировки натрового щелока или соды и сливом (12) для подщелоченного диффузионного сока;
отделенное от него преддефекационное устройство (30) для преддефекации подщелоченного диффузионного сока с подводом (31) для подщелоченного диффузионного сока дозирующим устройством (33) для дозировки известкового молока и сливом (32) для преддефекованного диффузионного сока;
первый теплообменник (20) для нагрева подщелоченного в первом подщелачивающем устройстве (10) диффузионного сока с подводом (21) для подщелоченного диффузионного сока и сливом (22) для нагретого дефекованного диффузионного сока, при этом подвод (21) находится в соединении по текучей среде со сливом (12) первого подщелачивающего устройства (10), а слив (22) находится в соединении по текучей среде с подводом (31) преддефекационного устройства (30).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007003463A DE102007003463B4 (de) | 2007-01-24 | 2007-01-24 | Rohsaftalkalisierung |
| PCT/EP2008/000435 WO2008089946A2 (de) | 2007-01-24 | 2008-01-22 | Rohsaftalkalisierung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200900953A1 EA200900953A1 (ru) | 2010-02-26 |
| EA015385B1 true EA015385B1 (ru) | 2011-08-30 |
Family
ID=39563735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200900953A EA015385B1 (ru) | 2007-01-24 | 2008-01-22 | Подщелачивание диффузионного сока |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9133528B2 (ru) |
| EP (1) | EP2111466B1 (ru) |
| CN (1) | CN101636508B (ru) |
| CA (1) | CA2676356C (ru) |
| DE (1) | DE102007003463B4 (ru) |
| EA (1) | EA015385B1 (ru) |
| PL (1) | PL2111466T3 (ru) |
| UA (1) | UA98134C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008089946A2 (ru) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012045388A1 (de) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Kolloidprodukt, verfahren zu dessen herstellung und verwendung desselben |
| WO2014138722A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Cognate3 Llc | Process for the preparation of a non-corrosive base solution and methods of using same |
| CN103173580B (zh) * | 2013-04-07 | 2014-07-02 | 佐源集团有限公司 | 一种双碳酸法原糖加工的溶糖工艺 |
| DE102014006046A1 (de) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | Richard Hartinger | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gemüse-Süßungsmittels |
| EP2944701B1 (en) * | 2014-05-16 | 2017-03-29 | Sociedade Portuguesa do Ar Líquido | Method for carbonation |
| CN107488753A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-12-19 | 广西柳城县成霖农业科技有限公司 | 一种生产红糖的方法 |
| DE102017215243A1 (de) * | 2017-08-31 | 2019-02-28 | Südzucker AG | Verfahren zur Herstellung von funktionsverbessertem Carbokalk |
| BE1026862B1 (fr) * | 2018-12-13 | 2020-07-13 | Isera & Scaldis Sugar | Procédé pour chaine de production de sucre |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2164186A (en) * | 1937-05-03 | 1939-06-27 | Great Western Sugar Co | Manufacture of sugar |
| US2697049A (en) * | 1949-06-03 | 1954-12-14 | Brieghel-Muller Arne Vigand | Lime-carbonation method of refining sugar solutions |
| US3834941A (en) * | 1972-05-17 | 1974-09-10 | Amalgamated Sugar Co | Process for the purification of sugarbeet juice and the reduction of lime salts therein |
| WO2005042787A1 (de) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Verfahren zur reduzierung des kalkverbrauches bei der zuckerrübensaft-reinigung |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB329112A (en) * | 1929-04-11 | 1930-05-15 | Ivan Tischtschenko | Method of treating raw sugar beet shavings |
| DE972230C (de) * | 1949-06-03 | 1959-06-11 | Danske Sukkerfab | Verfahren zur Saftreinigung in der Zuckerindustrie mittels Kalkzusatz und Saturation |
| US2774693A (en) | 1950-03-24 | 1956-12-18 | Danske Sukkerfab | Method for purifying sugar juices by liming and carbonation |
| US2824028A (en) * | 1953-08-28 | 1958-02-18 | Alexander M Zenzes | Use of magnesium carbonate trihydrate in a preliming carbonation process |
| US3734773A (en) * | 1971-08-02 | 1973-05-22 | B Haley | Process for selectively purifying sugar beet diffusion juice and by-product recovery of valuable organic acids therefrom |
| CN1003521B (zh) * | 1986-01-07 | 1989-03-08 | 齐齐哈尔轻工学院 | 制糖静混器半予灰—渐进予灰流程 |
| US4795494A (en) * | 1988-03-14 | 1989-01-03 | The Western Sugar Company | Beet juice purification system |
| US5759283A (en) * | 1996-05-14 | 1998-06-02 | The Western Sugar Company | Method for processing sugar beets to produce a purified beet juice product |
| US5928429A (en) * | 1997-10-31 | 1999-07-27 | Imperial Holly Corporation | Process for the enhancement of recovery of sugar |
| US6387186B1 (en) * | 1999-08-19 | 2002-05-14 | Tate & Lyle, Inc. | Process for production of purified beet juice for sugar manufacture |
| EP1495147A4 (en) * | 2002-04-15 | 2005-09-21 | Co2 Solutions Llc | SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF SUGAR FROM PLANT MATERIALS |
| DE102006004103B4 (de) | 2006-01-28 | 2007-12-20 | Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt | Rohsaftreinigung mit reduziertem Kalkverbrauch |
-
2007
- 2007-01-24 DE DE102007003463A patent/DE102007003463B4/de active Active
-
2008
- 2008-01-22 EP EP08707168.4A patent/EP2111466B1/de active Active
- 2008-01-22 CN CN200880002892.1A patent/CN101636508B/zh active Active
- 2008-01-22 EA EA200900953A patent/EA015385B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-01-22 CA CA2676356A patent/CA2676356C/en active Active
- 2008-01-22 UA UAA200908567A patent/UA98134C2/ru unknown
- 2008-01-22 US US12/523,982 patent/US9133528B2/en active Active
- 2008-01-22 PL PL08707168T patent/PL2111466T3/pl unknown
- 2008-01-22 WO PCT/EP2008/000435 patent/WO2008089946A2/de active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2164186A (en) * | 1937-05-03 | 1939-06-27 | Great Western Sugar Co | Manufacture of sugar |
| US2697049A (en) * | 1949-06-03 | 1954-12-14 | Brieghel-Muller Arne Vigand | Lime-carbonation method of refining sugar solutions |
| US3834941A (en) * | 1972-05-17 | 1974-09-10 | Amalgamated Sugar Co | Process for the purification of sugarbeet juice and the reduction of lime salts therein |
| WO2005042787A1 (de) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Verfahren zur reduzierung des kalkverbrauches bei der zuckerrübensaft-reinigung |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| KRAUS W. ET AL.: "Untersuchung zur optimalen Kolloidf?ñllung in der Vorkalkung". ZUCKERINDUSTRIE - SUGAR INDUSTRY - INDUSTRIE SUCRIRE, BARTENS, BERLIN, DE, vol. 122, no. 2, 1 February 1997 (1997-02-01), pages 91-99, XP008096142, ISSN: 0344-8657, the whole document * |
| MOHSEN AJDARI RAD: "Inline-Online Erfassung von Prozessabl?ñufen bei der Extraktreinigung im Zuckerfabrikationsprozess. Doctorarbeit", 2002, TECHNISSEN UNIVERSIT?äT BERLIN, BERLIN, XP008096546, page 11, paragraph 3, page 19, paragraph 4-6, page 21, paragraph 3 - page 22, paragraph 2, page 33, paragraph 1-4, page 79, paragraph 1 - page 80, paragraph 1 * |
| P.W. VAN DER POEL, H. SCHIWECK, T. SCHWARTZ: "SUGAR TECHNOLOGY, BEET AND CANE SUGAR MANUFACTURE", 1998, VERLAG DR ALBERT BARTENS, BERLIN, XP002496167, page 485, page 488, page 503, left-hand column, paragraph 1 - page 504, right-hand column, paragraph 2 - page 506, left-hand column, paragraphs 4, 5; figures 9/2, 9/19 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008089946A8 (de) | 2008-10-02 |
| EP2111466B1 (de) | 2020-01-15 |
| UA98134C2 (en) | 2012-04-25 |
| DE102007003463A1 (de) | 2008-07-31 |
| PL2111466T3 (pl) | 2020-06-29 |
| EA200900953A1 (ru) | 2010-02-26 |
| EP2111466A2 (de) | 2009-10-28 |
| DE102007003463B4 (de) | 2012-12-13 |
| CN101636508B (zh) | 2014-05-14 |
| CA2676356A1 (en) | 2008-07-31 |
| WO2008089946A3 (de) | 2008-11-20 |
| CN101636508A (zh) | 2010-01-27 |
| US20100043783A1 (en) | 2010-02-25 |
| CA2676356C (en) | 2015-03-17 |
| WO2008089946A2 (de) | 2008-07-31 |
| US9133528B2 (en) | 2015-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9677144B2 (en) | Crude juice purification with reduced lime consumption | |
| EA015385B1 (ru) | Подщелачивание диффузионного сока | |
| US7338562B2 (en) | Sugar cane juice clarification process | |
| US8893612B2 (en) | Process for reducing the lime consumption in sugar beet juice purification | |
| CN101538620B (zh) | 一种糖汁碳酸法澄清的改进工艺 | |
| CN101280344A (zh) | 一种甘蔗压榨汁的澄清方法 | |
| CN1912143A (zh) | 制糖生产清浊汁分流澄清工艺 | |
| CN103114155A (zh) | 甘蔗压榨汁的弱碱性澄清方法 | |
| US11702710B2 (en) | Method for reducing the sugar loss in the removal of a coagulate from pre-liming juice and for thickening the coagulate, use of a decanter centrifuge, fraction containing protein, and sugar beet pre-liming juice | |
| CN104630390A (zh) | 糖汁糖浆碳酸法上浮澄清工艺 | |
| US11679371B2 (en) | Method for producing functionally improved carbolime | |
| EA044771B1 (ru) | Способ получения сатурационного известняка с улучшенной функциональностью | |
| EA041486B1 (ru) | Способ получения прозрачного преддефекованного сока и коагулята белоксодержащей фракции из диффузионного сока сахарной свеклы | |
| US3745016A (en) | Process for purifying sugar beet diffusion juice |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY MD |