EA022585B1

EA022585B1 - Коллоидный продукт, способ его получения и его применение

Info

Publication number: EA022585B1
Application number: EA201390526A
Authority: EA
Inventors: Мохсен Аждари Рад; Штефан Френцель
Original assignee: Зюдцукер Акциенгезелльшафт Маннхайм/Окзенфурт
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2016-01-29
Also published as: DK2624706T3; WO2012045388A1; PL2624706T3; CN103228153B; JP2013544501A; JP5968323B2; US20130239635A1; CN103228153A; ES2509765T3; EP2624706B1; US9410215B2; EP2624706A1; EA201390526A1; CA2813813A1

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу получения брикета из белоксодержащей фракции диффузионного сока сахарной свеклы, включающему технологические стадии: предварительной дефекации диффузионного сока сахарной свеклы для формирования коагулята, образовавшегося в соке предварительной дефекации из несахарозных веществ, отделения коагулята от сока предварительной дефекации с использованием по меньшей мере одного первого разделительного устройства для получения белоксодержащей фракции, смешения белоксодержащей фракции по меньшей мере с одним носителем и формования полученной смеси из белоксодержащей фракции и носителя в формовочном устройстве для получения брикета из белоксодержащей фракции.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения брикета из белоксодержащей фракции диффузионного сока сахарной свеклы, к самому полученному этим способом брикету, а также к его применению для силосования, в качестве корма для животных, в качестве ферментационной среды, в качестве вспомогательного средства для сжигания, в качестве топлива, в качестве компонента для улучшения почвы или удобрения.

Как правило, сахар получают из свекловичного сырья, для чего собранную свеклу сначала очищают, причем она освобождается от большей части еще налипшей на нее земли, а также от остатков ботвы. После пропускания через мойку свеклу измельчают на свеклорезальных машинах в тонкую стружку размером с карандаш. Извлечение сахара из стружек производится путем противоточной экстракции с использованием горячей, слегка подкисленной воды. Подкисление жидкости для экстракции является благоприятным для фильтрации диффузионного сока сахарной свеклы, а также для отжимаемости подвергнутых экстракции стружек. Полученный при экстракции диффузионный сок сахарной свеклы затем направляется на очистку экстракта. Обычно очистка экстракта выполняется с помощью так называемой известково-углекислотной очистки экстракта в форме предварительной дефекации и основной дефекации, а также первой и второй сатурации, и отделения осадка после первой и второй сатурации. Задача очистки экстракта состоит в максимальном удалении содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахарозных веществ, в частности высокомолекулярных веществ. При этом удаляемые несахарозные вещества по возможности не должны разлагаться, чтобы в экстракт или в диффузионный сок сахарной свеклы не попадали никакие дополнительные низкомолекулярные вещества.

При предварительной дефекации диффузионный сок сахарной свеклы подщелачивается в мягких условиях постепенным добавлением известкового молока. Предварительная дефекация выполняется добавлением определенных количеств гидроксида кальция (известкового молока). Вследствие подщелачивания диффузионного сока сахарной свеклы происходит нейтрализация присутствующих в экстракте органических и неорганических кислот, а также реакции с выведением в осадок анионов, которые с кальцием образуют нерастворимые или малорастворимые соли. Так, например, могут быть в наибольшей степени осаждены фосфат, оксалат, цитрат и сульфат. Кроме того, коагулируют и выпадают в осадок коллоидальные растворенные несахарозные вещества. Выделение в осадок отдельных компонентов, например, таких анионов, как оксалат, фосфат, цитрат, сульфат, или коллоидов, таких как пектин и вещества белковой природы, происходит в пределах определенного диапазона рН. В пределах этого диапазона рН одновременно происходит уплотнение осадка. При добавлении известкового молока во время предварительной дефекации также имеет место свертывание белков. Вследствие этого содержания белка вышеуказанные отделенные несахарозные вещества также называются белоксодержащей фракцией из диффузионного сока сахарной свеклы.

Задача проводимой затем основной дефекации добавлением известкового молока состоит, в частности, в химическом разложении инвертного сахара и амидов кислот, которое в противном случае протекало бы в процессе упаривания с образованием кислот. Добавляемое при основной дефекации известковое молоко играет важную роль также при первой и второй сатурации. В результате превращения в карбонат кальция образуется сильнодействующее адсорбирующее средство для ряда растворимых несахарозных веществ, и также эффективное вспомогательное средство для фильтрации. Неизрасходованное в процессе основной дефекации известковое молоко преобразуется в карбонат кальция в обеих стадиях сатурации введением диоксида углерода в качестве сатурационного газа. Сатурация выполняется в две стадии. При первой сатурации выпадающие в осадок и коагулирующие в виде хлопьев несахарозные вещества и часть содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы окрашивающих компонентов адсорбционно связываются с образовавшимся карбонатом кальция. Полученный при первой сатурации так называемый первый нефильтрованный сатурационный сок фильтруется или пропускается через этап декантации, и при этом сгущается в концентрат нефильтрованного сатурационного сока. В последующей второй сатурации возникает так называемый второй нефильтрованный сатурационный сок, который также фильтруется и при этом сгущается. Сконцентрированные при первой и второй сатурации шламы карбоната кальция (концентраты нефильтрованного сатурационного сока) обычно объединяются и отжимаются. При этом образуется так называемый карбокальк. Этот карбокальк представляет собой пригодный для хранения на складе продукт с содержанием сухого вещества свыше 70%. Очищенный при очистке экстракта диффузионный сок сахарной свеклы подвергается дальнейшей обработке с получением белого сахара.

Значительный недостаток традиционной известково-углекислотной очистки экстракта состоит, в частности, в том, что достигается лишь относительно малый эффект очистки, так как из диффузионного сока сахарной свеклы удаляются только максимально 40% всех несахарозных веществ. Еще один недостаток заключается в том, что для способа требуются очень большие количества известкового молока. Приготовление известкового молока, используемого в способе известково-углекислотной очистки экстракта, и утилизация образующихся при получении негашеной извести отходов являются все-таки относительно дорогостоящими. Также очень высоки выбросы СО₂ из печей для обжига известняка и установки для очистки сока. Более того, выпадающий в осадок при проведении способа известковоуглекислотной очистки экстракта карбокальк, который состоит из извести и отделенных от сока загрязняющих примесей, может быть использован только в качестве удобрения.

- 1 022585

Чтобы избежать этих технических проблем, из патентного документа ЕР 1682683 А известен способ очистки экстракта диффузионного сока сахарной свеклы, включающий следующие технологические стадии, а именно предварительную дефекацию диффузионного сока сахарной свеклы добавлением известкового молока для осаждения и/или коагуляции несахарозных веществ, т.е. белоксодержащих фракций, добавление по меньшей мере одного вспомогательного средства для коагуляции, отделение коагулята от сока предварительной дефекации с использованием по меньшей мере одного первого разделительного устройства с получением прозрачного сока предварительной дефекации, основную дефекацию полученного после отделения коагулята прозрачного сока предварительной дефекации добавлением известкового молока, и проведение первой и, при необходимости, второй сатурации.

Таким образом, этот способ, в отличие от обычного способа, предусматривает, что выпавшая в осадок или коагулировавшая во время предварительной дефекации белоксодержащая фракция отделяется уже после предварительной дефекации, а не лишь после первой и второй сатурации. Полученная подобным образом сгущенная белоксодержащая фракция может быть гомогенизирована или смешана с другими компонентами и гомогенизирована. Правда, полученная таким образом белоксодержащая фракция имеет еще сравнительно высокое и нежелательное содержание влаги, которое значительно ограничивает стабильность этого продукта и тем самым также возможности использования. Продукт является липким и неоднородным.

Поэтому в основу настоящего изобретения положена техническая задача создания способа и продукта, с помощью которых преодолеваются вышеуказанные недостатки, в частности создания способа, с помощью которого из белоксодержащей фракции диффузионного сока сахарной свеклы может быть получен однородный, устойчивый при хранении и высушенный продукт, который пригоден для многочисленных вариантов применения, в частности, представляющих интерес для промышленного производства вариантов применения.

Настоящее изобретение решает положенную в его основу техническую задачу разработкой предписания, в частности, согласно основному пункту патентной формулы. В частности, настоящее изобретение решает положенную в его основу техническую задачу созданием способа получения брикета из белоксодержащей фракции диффузионного сока сахарной свеклы, включающего технологические стадии а) предварительной дефекации диффузионного сока сахарной свеклы для формирования коагулята, образующегося в соке предварительной дефекации из несахарозных веществ, Ь) отделения полученного в стадии а) коагулята от сока предварительной дефекации с использованием по меньшей мере одного первого разделительного устройства для получения белоксодержащей фракции, с) смешения полученной в стадии Ь) белоксодержащей фракции по меньшей мере с одним носителем, и б) формования полученной в стадии с) смеси из белоксодержащей фракции и носителя в формовочном устройстве для получения брикета из белоксодержащей фракции.

Настоящее изобретение также решает лежащую в его основе техническую задачу созданием брикета, который может быть получен с помощью соответствующего изобретению способа.

Поэтому изобретение в выгодном и неожиданном подходе предусматривает способ, в котором в первой технологической стадии диффузионный сок сахарной свеклы подвергается предварительной дефекации, в результате которой образуется сок предварительной дефекации, причем к тому же из содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахарозных веществ образуется коагулят, который соответственно этому содержится в соке предварительной дефекации, образовавшемся при предварительной дефекации диффузионного сока сахарной свеклы. В следующей технологической стадии изобретение предусматривает отделение коагулята от сока предварительной дефекации, причем для этой цели используется первое разделительное устройство, и причем получается белоксодержащая фракция в форме коагулята. В следующей после этого технологической стадии полученная белоксодержащая фракция смешивается по меньшей мере с одним носителем, в частности, смешивается до образования однородной смеси, и в последующей за этим технологической стадии полученная смесь из белоксодержащей фракции и носителя подвергается обработке в процессе формования в формовочном устройстве, которая ведет к получению брикета из белоксодержащей фракции.

Благодаря применению предусмотренного согласно изобретению по меньшей мере одного носителя, который смешивается с полученной в технологической стадии Ь) белоксодержащей фракцией, неожиданным и выгодным путем возможно получение смеси, в частности, однородной смеси, которая в последующей технологической стадии отличается особенно хорошей формуемостью и пригодностью к высушиванию, и к тому же имеет особенно однородную структуру. Таким образом, соответствующая изобретению технологическая схема позволяет получать брикеты, в частности, высушенные брикеты, которые проявляют особенно однородную структуру и высокую стабильность при хранении. Кроме того, полученные продукты почти или вообще не имеют липкости.

В отличие от соответствующей изобретению технологической схемы, согласно которой белоксодержащая фракция наносится на носитель и формуется, высушивание не смешанной с носителем и не формованной белоксодержащей фракции вследствие ее липкости и образующейся при высушивании пыли ведет к значительно более высоким техническим и экономическим издержкам.

В контексте настоящего изобретения под диффузионным соком сахарной свеклы понимается сок

- 2 022585 или водная содержащая сахар среда, которая может быть получена из свекольных стружек с помощью общеупотребительных способов экстракции или выжимки, в частности, экстрагированная, например, с использованием способа термической экстракции, такого как противоточная экстракция при температуре от около 65 до 75°С в так называемом диффузионном способе, с помощью способа экстракции с применением электропорации, или способом прессования. Этот богатый сахаром диффузионный сок сахарной свеклы наряду с сахаром (сахарозой) еще содержит различные органические и неорганические компоненты свеклы, которые называются несахарозными веществами.

В контексте настоящего изобретения под содержащимися в диффузионном соке сахарной свеклы несахарозными веществами понимаются высокомолекулярные вещества, такие как вещества белковой природы, полисахариды и компоненты клеточных стенок, а также низкомолекулярные органические соединения, такие как органические и неорганические кислоты, аминокислоты и минеральные вещества. В отношении компонентов клеточных стенок речь идет, в частности, о пектинах, лигнине, целлюлозе и гемицеллюлозе. Эти вещества, также как белковые вещества, к которым наряду с белками относятся, в частности, нуклеопротеиды или гликопротеины, присутствуют как гидрофильные макромолекулы в коллоидально-дисперсной форме. В отношении органических кислот речь идет, например, о лактатах, цитратах, пектиновых кислотах и оксалатах. В отношении неорганических кислот речь идет, например, о сульфатах и фосфатах.

Под «предварительной дефекацией» понимается добавление известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы или экстракту из сахарной свеклы, в частности, до количества от около 0,1 до 0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока сахарной свеклы. При предварительной дефекации диффузионный сок сахарной свеклы подщелачивается в мягких условиях, причем значение рН диффузионного сока сахарной свеклы повышается от около 6 до около 11,5. Предварительная дефекация служит для коагуляции с образованием хлопьев несахарозных веществ, таких как пектин и белки, и для выведения в осадок труднорастворимых солей кальция.

Под известковым молоком согласно изобретению понимается, в частности, гидроксид кальция, который образуется в высокоэкзотермической реакции жженой извести (оксида кальция) с водой, и при предварительной дефекации и основной дефекации вводится в качестве дефекационного средства. Добавление известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы при предварительной дефекации обусловливает выпадение в осадок или коагуляцию несахарозных веществ в форме коагулята.

В контексте настоящего изобретения несахарозные вещества, отделенные в форме коагулята в технологической стадии а) в результате предварительной дефекации и, по обстоятельствам, добавления вспомогательного флокулянта, обозначены как белоксодержащая фракция. Она является щелочной, вследствие своей органической природы скоропортящейся и тиксотропной. Она ведет себя как неньютоновская текучая среда, в частности, при приложении сдвиговой нагрузки снижает вязкость, и после нагрузки опять приходит к исходной вязкости.

Согласно изобретению, под коагулятом понимаются образующиеся в ходе процесса коагуляции комки присутствующих в диффузионном соке сахарной свеклы несахарозных веществ.

Коагулят включает, в частности, нерастворимые или труднорастворимые соли, которые образуются в результате реакции анионов органических или неорганических кислот с кальцием, и выпавшие в осадок высокомолекулярные компоненты диффузионного сока сахарной свеклы, в частности, с гидрофильным характером, такие как вещества белковой природы, полисахариды и компоненты клеточных стенок, которые в обычных условиях распределены в диффузионном соке сахарной свеклы в коллоидальнодисперсном состоянии. В частности, в коагуляте и тем самым в белоксодержащей фракции присутствуют такие анионы, как оксалат, цитрат, фосфат, сульфат и пектиновая кислота, равным образом в виде коллоида, в частности пектин, белки, целлюлоза и гемицеллюлоза. Процесс образования хлопьев подразделяется на флокуляцию, при которой происходит агрегация вследствие адсорбции мостикообразующими полимерами, и коагуляцию, при которой происходит агрегация вследствие снижения или, соответственно, уменьшения сил отталкивания. Скорость флокуляции зависит от температуры, значения рН и условий добавления известкового молока. Выпадение в осадок отдельных компонентов сока, например, анионов, таких как оксалат, фосфат, цитрат и сульфат, а также коллоидов, таких как пектин и белок, происходит в определенных диапазонах рН, причем в пределах этих диапазонов рН происходит уплотнение осадка. Значение рН, при котором слипается в хлопья максимальное количество коллоидов, и нерастворимые соли кальция почти полностью выпадают в осадок, называется точкой оптимальной флокуляции предварительной дефекации. Если осаждение происходит в точке оптимальной флокуляции, то это обеспечивает единообразное стабильное образование хлопьев из коллоидально-дисперсных высокомолекулярных компонентов сока.

Осаждение и коагуляция пектинов и белков требует определенного, зависящего от температуры времени выдержки. Соответственно изобретению предусмотрено, что предварительная дефекация может быть выполнена как холодная или как теплая предварительная дефекация. Холодная предварительная дефекация предпочтительно проводится при температуре предварительной дефекации от около 38 до 40°С. Однако согласно изобретению преимущественно имеется также возможность проводить добавление известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы в условиях теплой предварительной

- 3 022585 дефекации при температуре диффузионного сока сахарной свеклы от 55 до 75°С.

Добавление известкового молока для предварительной дефекации диффузионного сока сахарной свеклы производится согласно изобретению предпочтительно как прогрессивная предварительная дефекация. Прогрессивная предварительная дефекация путем постепенного повышения щелочности, соответственно, значения рН диффузионного сока сахарной свеклы, преимущественно выполняется медленным введением известкового молока в качестве дефекационного средства, или маленькими периодическими отдельными добавлениями, причем, в частности, медленно проходят оптимальное значение рН.

Согласно изобретению предпочтительно предусмотрено, что прогрессивное подщелачивание диффузионного сока сахарной свеклы во время предварительной дефекации может быть выполнено в условиях противотока с уже подщелоченным диффузионным соком сахарной свеклы, например, с помощью концентрата нефильтрованного сатурационного сока из стадий сатурации. Прогрессивное подщелачивание в условиях противотока означает, что возвращаемый сок с более высокой щелочностью настолько быстро, насколько возможно, смешивается с соком меньшей щелочности, чтобы внутри зоны смешения не могло возникать никаких градиентов различной щелочности.

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что вслед за технологической стадией а) в технологической стадии а1) проводится флокуляция с помощью, в частности, с добавлением, по меньшей мере одного вспомогательного флокулянта.

Вспомогательный флокулянт предпочтительно представляет собой полимер, например сополимер. Вспомогательный флокулянт в особенно предпочтительном варианте исполнения может представлять собой полианионный вспомогательный флокулянт.

Согласно изобретению в предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что после предварительной дефекации и перед отделением образовавшегося коагулята от сока предварительной дефекации добавляется по меньшей мере один сополимер, например сополимер из акриламида и акрилата натрия, в частности, с молекулярной массой от около 5 до около 22 млн, в качестве полианионного вспомогательного флокулянта, предпочтительно до концентрации от 1 до 8 млн^-1.

В контексте настоящего изобретения под вспомогательным флокулянтом понимается вещество, которое влияет на дзета-потенциал частиц в коллоидальной суспензии таким образом, что они агрегируются в хлопья и, например, могут быть удалены из системы после седиментации. Поэтому вспомогательные флокулянты должны преодолевать электростатическое отталкивание по большей части отрицательно заряженных частиц в воде. Согласно изобретению в отношении вспомогательного флокулянта речь может идти также об ускорителе седиментации. Под вспомогательным флокулянтом или ускорителем седиментации в контексте настоящего изобретения понимаются соединения, которые вызывают слипание частиц твердых веществ в более крупные скопления или хлопья. Вследствие слипания в комки в виде хлопьев твердые вещества ввиду их большей массы осаждаются значительно быстрее. Одновременно увеличиваются поры между отдельными частицами, так что вода, которая находится в осевшем шламе, может быть без труда удалена фильтрацией или центрифугированием. Согласно изобретению используемые полианионные вспомогательные флокулянты предпочтительно не проявляют никакого коагулирующего действия, поскольку они влияют не на диспергирование частиц в жидкостной фазе, а на агрегирование частиц вследствие адсорбции мостикообразующими полимерами.

В отношении сополимеров из акриламида и акрилата натрия, используемых в предпочтительном варианте исполнения в качестве вспомогательного флокулянта, речь идет о синтетических органических водорастворимых полиэлектролитах с относительно высокой молекулярной массой от около 5 миллионов до около 22 миллионов. Эти соединения являются ионными в степени от умеренной до высокой. В особенности предпочтительно в качестве вспомогательного флокулянта используются продукты 2440 и 2540 (фирмы §1оскЬаи8еи), а также ΑΝ 945 (фирмы С1атйок).

Согласно изобретению предусмотрено, что после достаточного времени выдержки образовавшийся во время предварительной дефекации и при необходимости с использованием вспомогательного флокулянта коагулят отделяется от сока предварительной дефекации с применением первого разделительного устройства. Под разделительным устройством согласно изобретению понимается, в частности, устройство для твердофазно-жидкостного разделения. Твердофазно-жидкостное разделение базируется на механическом способе, который основывается на использовании силы тяжести, центробежной силы, давления или вакуума. К способам твердофазно-жидкостного разделения, на которых основывается принцип действия применяемого согласно изобретению разделительного устройства, относятся, например, декантация, фильтрация, седиментация, осветление и центрифугирование.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве первого разделительного устройства применяется декантатор, или отстойник, в частности, статический или динамический отстойник. Под отстойником или декантатором, в частности, статическим или динамическим отстойником, понимается устройство или аппарат, который служит для механического удаления выпадающих в осадок веществ с помощью силы тяжести.

В частности, согласно изобретению в одном предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что при использовании отстойника в качестве первого разделительного устройства к соку предварительной дефекации добавляется от 1 до 3 млн^-1 вспомогательного флокулянта.

- 4 022585

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве первого разделительного устройства применяется центрифуга. Под центрифугой понимается устройство для разделения смесей веществ на основе использования центробежной силы. Находящийся внутри вращающейся центрифуги разделяемый материал подвергается воздействию так называемой центробежной силы. В отношении используемой в качестве первого разделительного устройства центрифуги речь преимущественно идет о центрифуге тарельчатого типа или о декантерной центрифуге. Под центрифугой тарельчатого типа или тарельчатым центробежным сепаратором согласно изобретению понимается центрифуга с вращающимися коническими центрифужными тарелками, с которых более тяжелые компоненты выводятся наружу, тогда как более легкие компоненты собираются вблизи оси вращения, откуда они выпускаются наружу. Под декантерной центрифугой согласно изобретению понимается главным образом коническая и зачастую непрерывно работающая центрифуга с выведением материала с помощью шнека.

В частности, согласно изобретению предусмотрено, что к соку предварительной дефекации добавляются вспомогательные флокулянты в количестве от 1 до 8 млн^-1, например, с использованием центрифуги тарельчатого типа или декантерной центрифуги в качестве первого разделительного устройства.

В особенно предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что белоксодержащая фракция до такой степени освобождается от жидкостной среды с помощью первого разделительного устройства, что она имеет содержание сухого вещества от 30 до 50 вес.%, предпочтительно от 32 до 48 вес.%, предпочтительно от 35 до 45 вес.% и, в частности, от 37 до 40 вес.% (уровни содержания сухого вещества в данном описании, если не оговорено нечто иное, приведены в расчете на вес совокупной композиции). Правда, в одном особенно предпочтительном варианте исполнения может быть также предусмотрено, что желательное содержание сухого вещества достигается не сразу после первого разделительного устройства, а лишь после пропускания через второе разделительное устройство.

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения соответственно этому предусмотрено, что коагулят, отделенный от прозрачного сока предварительной дефекации с использованием первого разделительного устройства, при необходимости дополнительно концентрируется и сгущается в технологической стадии Ы) с использованием по меньшей мере одного второго разделительного устройства.

Согласно изобретению, дополнительное сгущение и концентрирование коагулята предпочтительно выполняется с использованием по меньшей мере одного второго разделительного устройства в форме мембранного(ных) фильтр-пресса(сов) (с вертикальным съемом осадка), или одного или многих автоматических фильтр-прессов (с горизонтальным съемом осадка). В контексте настоящего изобретения, под мембранным фильтр-прессом понимается фильтрационное устройство, которое выполнено либо в виде рамного фильтр-пресса, либо как камерный фильтр-пресс.

Согласно изобретению, полученный с использованием первого разделительного устройства коагулят предпочтительно может быть подвергнут сгущению и концентрированию также с применением одной или многих декантерных центрифуг, одного или многих вакуумных барабанных фильтров и/или тарельчатых сепараторов в качестве второго разделительного устройства.

В одном особенно предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что в последующей за технологической стадией Ь) технологической стадии Ы) отделенный коагулят концентрируется с использованием второго разделительного устройства до содержания сухого вещества от 30 до 50 вес.%, предпочтительно от 32 до 48 вес.%, предпочтительно от 35 до 45 вес.%, в частности от 37 до 40 вес.%.

Полученные в стадиях разделения с использованием первого и второго разделительного устройства прозрачные соки предварительной дефекации предпочтительно объединяются и затем подвергаются обработке в основной дефекации.

В одном предпочтительном варианте исполнения используемый в технологической стадии с) носитель представляет собой носитель, который присутствует в высушенной форме, в частности высушенной и измельченной форме, в частности размолотой или гранулированной форме.

В особенности полезном и согласно изобретению предпочтительном варианте используемый в технологической стадии с) носитель присутствует в форме высушенных стружек сахарной свеклы, ΝΤΤстружек, циклонной пыли, клейковины или высушенной белоксодержащей фракции.

В контексте настоящего изобретения под ΝΤΤ-стружками понимаются мелассированные стружки, высушенные с использованием низкотемпературной ленточной сушилки, в частности такие, которые перед добавлением мелассы имеют содержание сухого вещества от 38 до 44 вес.%, и после добавления мелассы имеют содержание сухого вещества от 42 до 48 вес.%.

В контексте настоящего изобретения под циклонной пылью понимаются частицы, которые осаждаются из газового потока в радиальном направлении под действием сил инерции.

В контексте настоящего изобретения под клейковиной понимается смесь веществ белковой природы, которая встречается в семенах злаковых растений.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения применяемый в технологической стадии с) носитель, в частности, высушенные стружки сахарной свеклы или высушенная белоксодержащая фракция, может присутствовать в измельченной, в частности, размолотой или гранулиро- 5 022585 ванной форме.

Поэтому изобретение в особенно предпочтительном варианте осуществления предусматривает, что в качестве носителя используется высушенная белоксодержащая фракция, предпочтительно такая, которая была получена с помощью самого соответствующего изобретению способа, в частности, таким образом полученного соответственно изобретению, измельченного или, при необходимости, размолотого брикета.

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что содержание сухого вещества в используемом в стадии с) носителе составляет от 85 до 99 вес.%, в частности от 88 до 95 вес.%.

В одном дополнительном предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что весовое отношение белоксодержащей фракции по меньшей мере к одному носителю в технологической стадии с) составляет (2-12):1, предпочтительно (6-12):1, предпочтительно (7-11):1, в частности (8-10):1, предпочтительно 9:1 (весовые соотношения в данном описании, если не оговорено нечто иное, в каждом случае определяются в весовых процентах в расчете на совокупный вес).

В одном дополнительном предпочтительном варианте исполнения весовое отношение белоксодержащей фракции к высушенным стружкам сахарной свеклы, здесь также называемым сухими стружками, составляет (8-10):1, в частности 9:1. В особенно предпочтительном варианте исполнения используется весовое отношение белоксодержащей фракции к высушенным стружкам сахарной свеклы, которое ведет к общему содержанию сухого вещества в полученной смеси от 40 до 60 вес.%, в частности от 40 до 55 вес.%, предпочтительно от 42 до 55 вес.%, в частности от 43 до 55 вес.%, в частности от 43 до 53 вес.%, предпочтительно от 42 до 53 вес.%, в частности от 50 до 55 вес.%, предпочтительно от 52 до 54 вес.%.

В одном особенно предпочтительном варианте исполнения весовое отношение белоксодержащей фракции к ΝΤΤ-стружкам составляет (4-8):1, в частности (5-6):1. В особенно предпочтительном варианте исполнения используется отношение белоксодержащей фракции к ΝΤΤ-стружкам, которое ведет к общему содержанию сухого вещества в полученной смеси от 4 0 до 60 вес.%, в частности от 40 до 55 вес.%, предпочтительно от 40 до 50 вес.%, в частности от 40 до 45 вес.%.

В дополнительном предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что весовое отношение белоксодержащей фракции к циклонной пыли составляет (8-10):1, в частности 9:1. В особенно предпочтительном варианте исполнения используется отношение белоксодержащей фракции к циклонной пыли, которое ведет к общему содержанию сухого вещества в полученной смеси от 40 до 60 вес.%, в частности от 40 до 55 вес.%, предпочтительно от 42 до 55 вес.%, в частности от 43 до 55 вес.%, в частности от 43 до 53 вес.%, предпочтительно от 42 до 53 вес.%, в частности от 50 до 55 вес.%, предпочтительно от 52 до 54 вес.%.

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что весовое отношение белоксодержащей фракции к высушенной белоксодержащей фракции составляет (2-4):1, предпочтительно, 3:1. В особенно предпочтительном варианте исполнения используется отношение белоксодержащей фракции к высушенной белоксодержащей фракции, которое ведет к общему содержанию сухого вещества в полученной смеси от 40 до 60 вес.%, в частности от 40 до 55 вес.%, предпочтительно от 42 до 55 вес.%, в частности от 43 до 55 вес.%, в частности от 43 до 53 вес.%, предпочтительно от 42 до 53 вес.%, в частности от 50 до 55 вес.%, предпочтительно от 52 до 54 вес.%.

В особенно предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что размер частиц используемого носителя, в частности сухих стружек, составляет максимально 3 мм, в частности от 0,5 до 3 мм. В одном дополнительном предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что в полученной в технологической стадии с) смеси из носителя, в частности, сухих стружек, и белоксодержащей фракции не более 2 0 вес.% сухих стружек находятся в высушенной и размолотой форме.

В одном особенно предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что размер частиц вводимого носителя, в частности, высушенной и размолотой белоксодержащей фракции, составляет максимально 1,5 мм, в частности, от 0,5 до 1,5 мм.

В одном дополнительном предпочтительном варианте исполнения предусмотрено, что содержание сухого вещества в полученной в технологической стадии с) смеси из белоксодержащей фракции по меньшей мере с одним носителем составляет от 40 до 60 вес.%, в частности от 40 до 55 вес.%, предпочтительно от 42 до 55 вес.%, в частности от 43 до 55 вес.%, в частности от 43 до 53 вес.%, предпочтительно от 42 до 53 вес.%, в частности от 50 до 55 вес.%, предпочтительно от 52 до 54 вес.%.

В одном особенно полезном и предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения используемое в технологической стадии ά) формовочное устройство представляет собой устройство для таблетирования, устройство для гранулирования или устройство для экструдирования, в частности, гранулятор, пресс-гранулятор или шнековый гранулятор. Соответственно этому, получается брикет в форме таблеток, гранул, прядей или экструдатов.

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что в последующей за технологической стадией ά) технологической стадии ά1) проводится высушивание полученного брикета из белоксодержащей фракции. В предпочтительном варианте осуще- 6 022585 ствления настоящего изобретения высушивание выполняется как механическая сушка, термическая сушка или механическая и термическая сушка. Механическая сушка в предпочтительном варианте исполнения предусматривает применение декантерной центрифуги. В особенно предпочтительном варианте исполнения термическая сушка в технологической стадии 61) выполняется при температуре от 60 до 90°С, предпочтительно от 60 до 80°С, предпочтительно от 65 до 85°С, в частности, от 70 до 80°С. В одном особенно предпочтительном варианте исполнения высушивание в технологической стадии 61) проводится до содержания сухого вещества в брикете из белоксодержащей фракции по меньшей мере 88 вес.%, по меньшей мере 90 вес.%, по меньшей мере 92 вес.%, по меньшей мере 93 вес.%, по меньшей мере 95 вес.%, по меньшей мере 99 вес.%.

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что полученный брикет в технологической стадии 62), следующей после технологической стадии 6) или 61), подвергается измельчению, например размалыванию, или гранулированию. В предпочтительном варианте исполнения получается порошок или гранулят.

Изготовленные брикеты в особенно полезном варианте имеют очень однородную структуру, стабильны при хранении и не являются липкими.

В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что по меньшей мере один используемый в технологической стадии с) носитель представляет собой полученный в технологической стадии 6) или в последующей технологической стадии 61) или 62) брикет, в частности, в высушенной и измельченной, например размолотой, форме. Соответственно этому изобретение в особенно предпочтительном варианте осуществления предусматривает возвращение или повторное использование компонентов полученного брикета, причем они, в частности, в измельченной и высушенной форме, в особенно полезном варианте пригодны в качестве носителя для смешения с полученной из диффузионного сока сахарной свеклы белоксодержащей фракцией.

В одном дополнительном варианте осуществления изобретение также относится к брикетам, которые могут быть получены с помощью соответствующего изобретению способа. Подобные брикеты отличаются своим особенным содержанием белоксодержащей фракции, в частности, несахарозных веществ, и, кроме того, характеризуются особенно стабильной и однородной структурой, которая является слегка клейкой или совсем нелипкой.

Изготовленные соответственно изобретению брикеты пригодны, в частности, для силосования, в качестве корма для животных, в качестве ферментационной среды, в частности, для грибов, бактерий или прочих микроорганизмов, в качестве вспомогательного средства для сжигания, в качестве самого топлива, в качестве компонента для улучшения почвы или удобрения. Для применения в качестве кормового средства соответствующий изобретению несахарозный концентрат предпочтительно измельчают, смешивают с мелассой и высушивают, и затем используют как кормовое средство.

Другие полезные варианты исполнения следуют из зависимых пунктов патентной формулы.

Изобретение более подробно разъясняется с привлечением фиг. 1 и 2 и примера.

Фиг. 1 в схематической форме показывает вариант исполнения соответствующего изобретению устройства для получения брикета из белоксодержащей фракции диффузионного сока сахарной свеклы. Соответствующее изобретению устройство 1 включает резервуар 3 для обработки диффузионного сока сахарной свеклы известковым молоком и соединенное с ним разделительное устройство 11 для отделения полученного при предварительной дефекации коагулята в резервуаре 3 от сока предварительной дефекации. Резервуар 3, наряду с впускным каналом 6 для диффузионного сока и впускным каналом 7 для известкового молока, имеет еще один впускной канал 6 для введения концентрата нефильтрованного сатурационного сока, который получен в непоказанной первой и второй сатурации. Резервуар 3 также имеет выпускной канал 9 для выведения полученного сока предварительной дефекации. Выпускной канал 9 резервуара 3 для предварительной дефекации через трубопровод 19 соединен с впускным каналом 13 первого разделительного устройства 11 таким образом, что сок предварительной дефекации из резервуара 3 для предварительной дефекации поступает в первое разделительное устройство 11. В первом разделительном устройстве 11 образовавшийся в соке предварительной дефекации коагулят отделяется как шлам коагулята от прозрачного сока предварительной дефекации. Осветленный сок предварительной дефекации через выпускной канал 15 выводится наружу из первого разделительного устройства 11. Через выпускной канал 17 из первого разделительного устройства 11 выводится наружу отделенный шлам коагулята. Выпускной канал 17 через трубопровод 31 соединен с впускным каналом 25 необязательно присутствующего второго разделительного устройства 23 таким образом, что шлам коагулята из первого разделительного устройства 11 через выпускной канал 17, трубопровод 31 и впускной канал 25 поступает во второе разделительное устройство 23. Во втором разделительном устройстве 23 введенный шлам коагулята концентрируется, причем получается сгущенный шлам коагулята с сухим веществом, например, на уровне 40 вес.%, и дополнительный прозрачный сок предварительной дефекации. Сгущенный шлам коагулята, т.е. белоксодержащая фракция, через трубопровод 27 транспортируется из второго разделительного устройства 23 в смесительное устройство 40. Из резервуара 48, в котором находятся высушенные стружки сахарной свеклы, они через подающее устройство 50 поступают в измельчительное устройство 52, в котором они размалываются до частиц с размером, например, менее 3 мм, с массой су- 7 022585 хого вещества, например, 90 вес.%. Размолотые и высушенные стружки затем через подающее устройство 54 вводятся в смесительное устройство 40 и там однородно и тщательно смешиваются с белоксодержащей фракцией. Полученная смесь с содержанием сухого вещества, например, от 44 до 45 вес.%, с помощью подающего устройства 56 вводится в формовочное устройство 58, которое выполнено в виде гранулятора, и получаются гранулы с содержанием сухого вещества, например, от 44 до 45 вес.%. Наконец, гранулы высушиваются в сушильном устройстве 62, в которое они были транспортированы с помощью подающего устройства 60, до содержания сухого вещества, например, 89 вес.%.

Образовавшийся во втором разделительном устройстве 23 прозрачный сок предварительной дефекации через выпускной канал 29 выводится из второго разделительного устройства 23 и через связанный с ним трубопровод 33 вводится в трубопровод 21, в котором транспортируется прозрачный сок предварительной дефекации из первого разделительного устройства 11. Смесь прозрачных соков предварительной дефекации из первого разделительного устройства 11 и второго разделительного устройства 23 затем совместно направляется через трубопровод 35 и через непоказанный теплообменник на основную дефекацию.

Фиг. 2 по существу соответствует фиг. 1, причем, однако, вместо устройств для подачи высушенных и размолотых стружек сахарной свеклы имеются устройства для повторного использования высушенной белоксодержащей фракции, которая применяется в качестве носителя вместо высушенных и размолотых стружек сахарной свеклы. Соответственно этому, в смесительном устройстве 40 получается смесь из белоксодержащей фракции, выведенной из необязательно присутствующего второго разделительного устройства 23, с содержанием сухого вещества, например, 40%, и происходящей из этого способа высушенной и размолотой белоксодержащей фракции с содержанием сухого вещества, например, 89 вес.%. После смешения этих обоих компонентов они с содержанием сухого вещества, например, от 49 до 59 вес.%, через подающее устройство 56 вводятся в формовочное устройство 58, в частности, устройство для гранулирования, транспортируются через подающее устройство 60 в сушильное устройство 62, и там высушиваются до содержания сухого вещества, например, 89%. Часть полученных таким образом высушенных гранул через подающее устройство 64 вводится в измельчительное устройство 66, там измельчается до частиц с размером, например, менее 1,5 мм, и затем через подающее устройство 68 повторно используется в качестве носителя в смесительном устройстве 40. Другая часть гранул может быть направлена на ее полезное конечное применение.

Пример.

Отделение коагулята предварительной дефекации.

Предварительная дефекация.

кг диффузионного сока вводят в нагреваемый резервуар 3 объемом 50 л, который имеет мешалку, трубопровод для введения СО₂ и рН-электрод, и нагревают до температуры 55°С. По истечении периода времени в 20 мин к диффузионному соку постепенно добавляют известковое молоко до достижения оптимального значения рН предварительной дефекации (от около 0,1 до 0,3 г СаО/100 мл сока). Для повышения скорости осаждения затем добавляют полианионный вспомогательный флокулянт (Ргас81о1 2540 ТК). Образовавшуюся прозрачную надосадочную жидкость (осветленный сок) выводят в сборный резервуар. Образовавшийся концентрат нефильтрованного сатурационного сока выпускают и вводят в первое и здесь единственное разделительное устройство 11, например, мембранный фильтр-пресс или декантерную центрифугу, в котором получают белоксодержащую фракцию.

Белоксодержащая фракция, когда она была только что отделена, имеет температуру приблизительно 50°С. Значение рН находится в щелочной области около 11. Поскольку в отношении продукта речь идет об органическом соединении, оно легко разлагается, и, если его не подвергают немедленной дальнейшей обработке, должно храниться охлажденным. Содержание (Т8) сухого вещества во фракции составляет от 35 до 41%. Белоксодержащая фракция имеет содержание сахара от 8 до 10%.

Дополнительными компонентами являются фосфор (Р), кальций (Са), натрий (Να), калий (К), свинец (РЬ), цинк (Ζη), магний (Мд) и коллоид, например, такой как пектин, белок, целлюлоза и гемицеллюлоза. Белоксодержащая фракция при сдвиговой нагрузке в экструдере проявляет тиксотропное поведение, т.е. речь идет о неньютоновской текучей среде. У неньютоновских текучих сред вязкость со временем при постоянной сдвиговой нагрузке снижается (ньютоновская текучая среда ведет себя пропорционально напряжению сдвига, т.е. независимо от скорости). Когда нагрузка снимается, среда опять возвращается к исходной вязкости.

Смесевое отношение высушенной белоксодержащей фракции, свекольных стружек (сухих стружек) или циклонной пыли к полученной из первого разделительного устройства 11 белоксодержащей фракции выдерживают составляющим 5, 10 и 15%.

Перед смешением с белоксодержащей фракцией используемые в качестве носителя сухие стружки просеивают с помощью сита, которое имеет размер ячеек 5x5 мм, так как они частично превышают величину 3 см. Просеивание ведет к равномерному смешению.

Размер частиц сухих стружек предпочтительно составляет около 3 мм.

Чтобы смешать компоненты, готовят смесительное устройство 40, которое оснащено мешалкой. Белоксодержащую фракцию и сухие стружки (но также циклонную пыль или высушенную белоксодер- 8 022585 жащую фракцию) вводят в резервуар 40 и затем перемешивают в течение приблизительно 5 мин.

Были приготовлены смеси из 90 вес.% белоксодержащей фракции (с содержанием сухого вещества 39,5 вес.%) и 10 вес.% сухих стружек (с 92,0 вес.% сухого вещества) с содержанием сухого вещества 44,8 вес.%.

Вторая смесь была приготовлена из 90 вес.% белоксодержащей фракции (с 38,0 вес.% сухого вещества) и 10 вес.% циклонной пыли (с 95,7 вес.% сухого вещества), и имела содержание сухого вещества 43,8 вес.%.

Третья смесь была приготовлена из 75 вес.% белоксодержащей фракции (с общим содержанием сухого вещества 38,0 вес.%) и 25 вес.% высушенной белоксодержащей фракции (с 95 вес.% сухого вещества) из соответствующего изобретению способа, и имела содержание сухого вещества 52,3 вес.%.

Четвертая смесь была приготовлена из 90 вес.% белоксодержащей фракции и 10 вес.% циклонной пыли (с 95 вес.% сухого вещества). Пятая смесь была приготовлена из 90 вес.% белоксодержащей фракции и 10 вес.% сухих стружек (с 93,8 вес.% сухого вещества). Шестая смесь была приготовлена из 70 вес.% белоксодержащей фракции и 30 вес.% высушенной белоксодержащей фракции (с 92,8 вес.% сухого вещества) из соответствующего изобретению способа. Нерастворимая в соляной кислоте (25%-ной) часть, т.е. минеральный зольный остаток, содержащая натрий, калий, тяжелые металлы, хлорид, сульфат и песок (силикат), составляла для четвертой смеси 11,33 г/100 г Т8 (сухого вещества), для пятой смеси 9,56 г/100 г Т8 (сухого вещества), и для шестой смеси 8,59 г/100 г Т8 (сухого вещества). Особенно низкую для применения, например, в качестве кормового средства, зольную часть имеют пятая и шестая смесь с сухими стружками и, соответственно, высушенной белоксодержащей фракцией.

Были приготовлены и охарактеризованы следующие дополнительные смеси согласно таблице. Уплотнение гранул из различных смесей

Смесь	Диаметр (мм)	Плотность (тонн/м³)
Белоксодержащая фракция	5	1,352
Белоксодержащая фракция	17	1,140
Белоксодержащая фракция	25	1, 086
Белоксодержащая фракция и сухие стружки (10%)	5	1,07 6
Белоксодержащая фракция и циклонная пыль (5%)	5	1, 133
Белоксодержащая фракция и циклонная пыль (10%)	5	1, 132
Белоксодержащая фракция и циклонная пыль (15%)	5	1,148

Затем полученные смеси формуют в гранулы с помощью экструдера. После этого полученные гранулы высушивают в сушильном шкафу.

Полученные из вышеуказанных смесей гранулы проявляют очень однородную структуру, хорошие характеристики высушивания и формования, и, как показали испытания на хранение, являются очень стабильными при хранении и имеющими малую липкость или совсем не клейкими.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения брикета из белоксодержащей фракции диффузионного сока сахарной свеклы, включающий технологические стадии:

a) предварительной дефекации диффузионного сока сахарной свеклы для формирования образующегося в полученном соке коагулята из несахарозных веществ;

b) отделения коагулята от сока с использованием по меньшей мере одного первого разделительного устройства для получения белоксодержащей фракции;

c) смешения белоксодержащей фракции по меньшей мере с одним носителем, где по меньшей мере один используемый в технологической стадии с) носитель представляет собой высушенные стружки сахарной свеклы, ΝΤΤ-стружки, циклонную пыль, клейковину или высушенную белоксодержащую фракцию; и

ά) формования полученной смеси из белоксодержащей фракции и носителя в формовочном устройстве для получения брикета из белоксодержащей фракции.
2. Способ по п.1, где вслед за технологической стадией а) в технологической стадии а1) проводится флокуляция с добавлением по меньшей мере одного вспомогательного флокулянта.
3. Способ по одному из предшествующих пунктов, где в следующей за технологической стадией Ь) технологической стадии Ь1) отделенный коагулят концентрируется с использованием второго разделительного устройства до содержания сухого вещества от 35 до 45 вес.%.
4. Способ по одному из предшествующих пунктов, причем по меньшей мере один используемый в технологической стадии с) носитель представляет собой высушенную белоксодержащую фракцию.

- 9 022585
5. Способ по одному из предшествующих пунктов, где содержание сухого вещества по меньшей мере в одном носителе составляет от 85 до 99 вес.%.
6. Способ по одному из предшествующих пунктов, где весовое отношение белоксодержащей фракции по меньшей мере к одному носителю в технологической стадии с) составляет (2-12):1 (в каждом случае в весовых процентах относительно совокупного веса).
7. Способ по одному из предшествующих пунктов, где содержание сухого вещества в полученной в технологической стадии с) смеси составляет от 40 до 55 вес.%.
8. Способ по одному из предшествующих пунктов, где в следующей после технологической стадии б) технологической стадии 61) проводится высушивание полученного брикета из белоксодержащей фракции.
9. Способ по одному из предшествующих пунктов, где высушивание в технологической стадии 61) проводится при температуре от 60 до 90°С.
10. Способ по одному из предшествующих пунктов, где высушивание в технологической стадии 61) выполняется до содержания сухого вещества в брикете по меньшей мере 88 вес.%.
11. Способ по одному из предшествующих пунктов, где полученный брикет измельчается в технологической стадии 62), следующей после технологической стадии 6) или 61).
12. Способ по одному из предшествующих пунктов, где по меньшей мере один используемый в технологической стадии с) носитель представляет собой брикет, полученный в технологической стадии 6) или последующей технологической стадии 61) или 62).
13. Способ по одному из предшествующих пунктов, где формовочное устройство представляет собой устройство для таблетирования, устройство для гранулирования или устройство для экструдирования.
14. Брикет, полученный способом по пп.1-13.
15. Применение брикета по п.14 для силосования, в качестве корма для животных, ферментационной среды, вспомогательного средства для сжигания, топлива, компонента для улучшения почвы или удобрения.