ES2583694T3 - Composiciones y procesos para mejorar la clarificación por fosfatación de licores y jarabes de azúcar - Google Patents
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Abstract
Una composición para su uso en la clarificación por fosfatación del refino de azúcar, que comprende entre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% de al menos un reactivo de azufre particulado que contiene al menos un átomo de azufre y al menos tres átomos de oxígeno, entre aproximadamente 10% y 90% de al menos un reactivo de fósforo particulado que contiene al menos un átomo de fósforo y al menos tres átomos de oxígeno en la fórmula química, y contiene, opcionalmente, uno o más sólidos particulados seleccionados del grupo que consta de un reactivo de sílice, un reactivo carbonáceo particulado, un reactivo de aluminio particulado, un coadyuvante de filtración particulado, seleccionado entre tierra de diatomea o perlita, y un reactivo de amonio particulado que tiene al menos un grupo amonio (NH4) en la fórmula química
Description
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DESCRIPCION
Composiciones y procesos para mejorar la clarificacion por fosfatacion de licores y jarabes de azucar ANTECEDENTES DE LA INVENCION Campo de la invencion
La presente invencion se relaciona en general con composiciones y metodos para mejorar la clarificacion por fosfatacion de licores y jarabes de azucar.
Arte Relacionado
Los procesos industriales estandar en la clarificacion de licores y jarabes de azucar incluyen un proceso de fosfatacion o carbonatacion (Cane Sugar Handbook, 12ava. Ed., paginas. 454-455). En el proceso de clarificacion por fosfatacion, se agregan cal y acido fosforico a los licores o jarabes de azucar para formar un floculo de fosfato de calcio. La formacion del floculo atrapa impurezas dentro y alrededor de la matriz del floculo, y se dispersa aire dentro del jarabe o licor para hacer flotar los floculos y remover las impurezas que hay en ellos. Se forma una escoria flotante, que contiene los floculos y las impurezas atrapadas, en la parte superior del tanque de clarificacion. Se elimina la escoria de la parte superior del tanque de clarificacion, y se toma el licor o jarabe purificado de la porcion inferior del tanque de clarificacion. Se pueden agregar beneficiosamente floculantes y coagulantes polimericos, tales como los ejemplificados por floculantes de poliacrilamida y coagulantes de amonio cuaternario, para potenciar el proceso de fosfatacion (Cane Sugar Handbook, 12ava Ed., paginas 454-455). Se puede impartir una clarificacion adicional al licor y jarabe de azucar despues de la clarificacion por fosfatacion; esto se puede conseguir con filtracion por arena de lecho profundo y/o proceso de decoloracion adicional tal como tratamiento del licor clarificado con carbon activado en polvo (PAC) y filtracion con tierra de diatomea (DE), o pasaje del licor clarificado a traves de columnas de Carbon Activado Granular (GAC) o Resina de Intercambio Ionico (IER).
Otros procesos para la clarificacion de licor y jarabe de azucar recientes incluyen a aquellos que se ejemplifican en la Patente de los EE.UU. nro. 5.281.279 de Gil et al. Esta patente describe un proceso para producir azucar refinada a partir de jugos de azucares crudos mediante tratamiento del jugo de azucar crudo con un floculante que puede ser cal, una fuente de iones fosfato, polielectrolito, y combinaciones de los mismos. El jugo crudo tratado se concentra mediante evaporacion para formar un jarabe, con un tratamiento subsiguiente mediante floculante, luego se filtra, luego se decolora y se quitan las cenizas usando resina de intercambio ionico.
En la Patente de los EE.UU. nro. 4.247.340, Cartier reivindica un proceso para purificar soluciones de azucar impuras, que incluye la decoloracion y clarificacion simultaneas, que comprende poner en contacto las soluciones de azucar impuras con una resina de intercambio ionico submicroscopica en forma de cuentas aproximadamente esfericas de entre aproximadamente 0,01 y 1,5 micrones de diametro, seguido de la separacion de dicha resina de intercambio ionico de la solucion de azucar. Las partfculas de resina de intercambio ionico se pueden separar en la forma de un floculo formado ya sea por las impurezas de la solucion de azucar impuro, o por el agregado de suficiente agente floculante en la solucion de azucar como para flocular todas las partfculas de la resina.
Otro ejemplo de clarificacion de azucar para jugos que tienen azucar y productos relacionados incluye el que se describe en la Patente de los EE.UU. nro. 5.262.328 de Clarke et al. La composicion es una mezcla seca, en polvo, de hidroxicloruro de aluminio, cal, y bentonita activada. La composicion tambien puede incluir un agente floculante polimerico, como por ejemplo una poliacrilamida.
La patente de EE. UU. nro. 4.382.823 se refiere a un proceso para la purificacion de soluciones de azucar sin refinar, y mas especfficamente a un proceso para eliminar la turbidez, el color, el sabor y el olor de soluciones de azucar impuras, las cuales se pueden someter o no a una cristalizacion posterior.
SINTESIS DE LA INVENCION
A la luz de la informacion que se describio previamente es que la presente invencion provee nuevas composiciones y procesos que resultan en una mejor clarificacion por fosfatacion de licores y jarabes de azucar. El proceso mejorado puede involucrar agregar composiciones ya sea directamente al tanque de reaccion qufmica de fosfatacion (en donde se agregan los qufmicos de fosfatacion tradicionales), o en alguna etapa antes del tanque de reaccion qufmica de fosfatacion tal como en la estacion de fundido del azucar. Tambien se pueden agregar las composiciones en cualquier punto en el proceso de purificacion de azucares. Las composiciones que se proveen en esta invencion se mezclan fntimamente en los licores o jarabes de azucar, y se dejan reaccionar de modo de impartir una mejora en algunas caracterfsticas del licor clarificado que se obtiene de allf, por ejemplo, cuando los licores o jarabes de azucar tambien reaccionan con los qufmicos que normalmente se agregan en el proceso de fosfatacion.
El proceso puede incluir agregar a un licor de azucar una composicion que tiene al menos un reactivo de azufre particulado y, ademas, al menos uno o mas solidos particulados que se seleccionan de un reactivo fosforoso particulado, un reactivo de sflice, un reactivo carbonaceo particulado, un reactivo de aluminio particulado, un coadyuvante de filtracion particulado, y un reactivo de amonio particulado. El reactivo de azufre particulado es un
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compuesto con una formula que incluye al menos un atomo de azufre y al menos tres atomos de oxfgeno. El reactivo de fosforo particulado es un compuesto que incluye al menos un atomo de fosforo y al menos tres atomos de oxfgeno en la formula qufmica. El reactivo de aluminio particulado es un compuesto que incluye al menos un atomo de aluminio y al menos tres atomos de oxfgeno en la formula qufmica. El reactivo de amonio particulado es un compuesto que tiene al menos un grupo amonio (NH4) en la formula qufmica. Los ejemplos de coadyuvantes de filtracion particulados incluyen tierra de diatomea y perlita. En formas de realizacion, la composicion puede incluir un reactivo fosforoso particulado y un reactivo de sflice, un reactivo de aluminio particulado y/o un reactivo carbonaceo particulado. La composicion se anade al tanque de reaccion qufmica de fosfatacion o antes del tanque de reaccion qufmica de fosfatacion. En algunas formas de realizacion, el proceso incluye agregar una composicion que contiene al menos un reactivo de azufre particulado al tanque de reaccion qufmica de fosfatacion o antes del tanque de reaccion qufmica de fosfatacion.
En procesos ejemplificativos, se agregan qufmicos de fosfatacion en el proceso al menos cinco minutos despues de agregar la composicion. Los qufmicos de fosfatacion pueden ser, por ejemplo, un decolorante polimerico, acido fosforico, cal y un floculante. Los componentes de la composicion se pueden agregar en forma individual al licor de azucar, o se pueden mezclar dos o mas componentes de la composicion antes de agregar al licor de azucar. En el uso del proceso, la cantidad de qufmicos de fosfatacion que se agregan puede ser menor que la cantidad de qufmicos de fosfatacion que se requieren en ausencia del agregado de la composicion, o se puede mejorar la pureza del azucar medida mediante uno o mas de entre color, turbidez y cenizas.
Una composicion ejemplificativa para usar en el proceso incluye entre aproximadamente 55% y aproximadamente 85% del reactivo de azufre particulado, entre aproximadamente 15% y aproximadamente 35% del reactivo de fosforo particulado, y entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 15% de reactivo de sflice. Una composicion ejemplificativa puede incluir entre aproximadamente 55% y aproximadamente 75% del reactivo de azufre particulado, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 25% del reactivo de fosforo particulado, entre aproximadamente 2% y aproximadamente 20% del reactivo carbonaceo, entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 15% del reactivo de aluminio particulado, y entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 10% del reactivo de sflice.
Las composiciones para usar en el proceso de la invencion pueden incluir al menos un reactivo de azufre particulado y uno o mas de otros solidos particulados que se seleccionan de un reactivo de sflice, un reactivo fosforoso particulado, un reactivo carbonaceo particulado, un reactivo de aluminio particulado, un coadyuvante de filtracion particulado que se elige de entre tierra de diatomea o perlita, y un reactivo de amonio particulado. Las composiciones ejemplificativas incluyen un reactivo de azufre particulado, un reactivo fosforoso particulado y un reactivo de sflice. Las formas de realizacion ejemplificativas tambien pueden incluir un reactivo de aluminio particulado y un reactivo carbonaceo. Las formas de realizacion ejemplificativas pueden incluir un reactivo de amonio particulado. En formas de realizacion, la proporcion de reactivo de azufre particulado a reactivo de fosforo particulado puede ser entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 5:1 o entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 4:1. Las composiciones ejemplificativas pueden incluir entre aproximadamente 55% y aproximadamente 85% del reactivo de azufre particulado, entre aproximadamente 15% y aproximadamente 35% del reactivo de fosforo particulado, y entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 15% del reactivo de sflice o entre aproximadamente 55% y aproximadamente 75% del reactivo de azufre particulado, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 25% del reactivo de fosforo particulado, entre aproximadamente 2% y aproximadamente 20% del reactivo carbonaceo, entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 15% del reactivo de aluminio particulado, y entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 10% del reactivo de sflice.
La presente invencion provee ventajas sobre las metodologfas existentes que no se han descubierto previamente. La invencion puede permitir una capacidad y rendimiento incrementados en el proceso de refinamiento de azucares. Esto puede permitir una mayor produccion por unidad de tiempo o una disminucion en el tiempo que se requiere para producir la misma cantidad de azucar. Las composiciones y procesos de la presente invencion tambien proveen un azucar mas altamente refinado despues del proceso de clarificacion. Esto puede reducir o eliminar la necesidad de procesos adicionales corriente abajo tales como decoloracion por resina de intercambio ionico o carbon activado. La eliminacion o la reduccion de la necesidad de procesos corriente abajo puede reducir el tiempo de refinamiento, reducir costos por qufmicos y proveer ahorros mediante reduccion de la necesidad de desechar qufmicos. Los azucares cristalinos refinados que se producen usando composiciones y metodos de acuerdo a la presente invencion usualmente muestran menos turbidez, menos sedimento, menos cenizas, y menos color.
Otras caracterfsticas novedosas y otros objetos de la presente invencion se haran evidentes al ver la siguiente descripcion detallada, la exposicion y las reivindicaciones adjuntas.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACION
Aunque ahora se describiran formas de realizacion especfficas de la presente invencion, se deberfa entender que dichas formas de realizacion solamente se ofrecen como ejemplos y solo son ilustrativas de un pequeno numero de las muchas formas de realizacion especfficas posibles que pueden representar las aplicaciones de los principios de la presente invencion. Los cambios y modificaciones realizados por alguien con experiencia en el arte al cual pertenece la presente invencion se encuentran dentro del espfritu y alcance y se contemplan en la presente invencion segun se la define en las reivindicaciones adjuntas. Todas las referencias citadas en la presente se incorporan a modo de referencia como si cada una se hubiera incorporado individualmente.
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El presente proceso comprende la adicion de composiciones ya sea directamente en el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion (en donde se agregan las sustancias qufmicas de fosfatacion tradicionales), o en alguna etapa anterior al tanque de reaccion qufmica de fosfatacion, tal como en la estacion de fusion de azucares, si bien, como se describira mas adelante, la composicion se puede agregar en otras etapas del proceso de refinamiento. En formas de realizacion indicativas, las composiciones de acuerdo con la invencion se agregan junto con los ingredientes que tfpicamente se agregan durante un proceso de fosfatacion tradicional. Sin embargo, el uso de las composiciones de la presente provee una clarificacion mejorada mientras que al mismo tiempo posiblemente permita una reduccion en las cantidades de reactivos de fosfatacion tradicionales usados durante la clarificacion. En algunas formas de realizacion indicativas, las composiciones de la invencion se agregan antes del paso de fosfatacion. Por ejemplo, las composiciones se pueden agregar para un contacto con el licor de azucar durante al menos aproximadamente 5 minutos antes del tratamiento de fosfatacion tradicional, al menos aproximadamente 10 minutos antes del tratamiento de fosfatacion tradicional, al menos aproximadamente 15 minutos antes del tratamiento de fosfatacion, al menos aproximadamente 20 minutos antes del tratamiento de fosfatacion o al menos aproximadamente 30 minutos antes del tratamiento de fosfatacion. El tratamiento de fosfatacion puede tener lugar en un tanque de reaccion qufmica de fosfatacion.
La fosfatacion puede incluir el tratamiento con los reactivos usados tfpicamente en los procesos de fosfatacion a cualquier concentracion y en cualquier cantidad. Sin embargo, la presente invencion puede proveer mejores resultados aun cuando se usan cantidades reducidas de sustancias qufmicas de fosfatacion. Por ejemplo, en los procesos que utilizan una mezcla de un decolorante polimerico, un acido fosforico, un floculante y una cal hidratada, se puede reducir la cantidad de uno o mas reactivos o la cantidad total de reactivos a menos de aproximadamente 90% de la cantidad utilizada normalmente, a menos de aproximadamente 75% de la cantidad utilizada normalmente, a menos de aproximadamente 60% de la cantidad utilizada normalmente o a menos de aproximadamente 50% de la cantidad utilizada normalmente. Por ejemplo, se puede reducir la cantidad de decolorante polimerico a un valor entre aproximadamente 20% y aproximadamente 80% de la cantidad requerida de otra manera, se puede reducir la cantidad de acido fosforico a un valor entre aproximadamente 30% y aproximadamente 80% de la cantidad requerida de otra manera y se puede reducir la cantidad de cal hidratada a un valor entre aproximadamente 60% y aproximadamente 90% de la cantidad requerida de otra manera.
Como alternativa, las composiciones se pueden agregar en cualquier punto en el proceso de purificacion de azucares. Las composiciones se mezclan fntimamente en los licores o jarabes de azucares, y se deja que los licores o jarabes de azucares reaccionen con la composicion agregada para asf impartir una mejora en algunas caracterfsticas del licor clarificado obtenido a partir del mismo.
El termino "licor de azucar” o “jarabe de azucar", segun se usa en la presente, se refiere a cualquier licor o jarabe que contiene un azucar. En algunas formas de realizacion indicativas, el azucar deriva de una fuente vegetal tal como, por ejemplo, mafz, cana de azucar o remolacha azucarera. Los ejemplos de licores y/o jarabes de azucar incluyen soluciones de licores o jarabes de cana de azucar o remolacha azucarera, endulzantes derivados de almidon hidrolizado tales como jarabe de mafz de alta fructosa y glucosa, u otros que se utilizan en el arte.
Se pueden usar diversas composiciones en el proceso de fosfatacion de acuerdo con la presente invencion. En general, las composiciones pueden incluir uno o mas componentes seleccionados entre un reactivo de azufre particulado, un reactivo de fosforo particulado, un reactivo de aluminio particulado, un reactivo de sflice, un reactivo carbonaceo, un adyuvante de filtracion particulado, un reactivo de amonio particulado y un decolorante polimerico. Algunos de los componentes de las composiciones de la presente han sido utilizados anteriormente en un proceso de refinamiento del azucar. Sin embargo, en general, estos materiales se usan tradicionalmente en los procesos corriente abajo, es decir, despues de la clarificacion por fosfatacion. Se ha encontrado que el tratamiento con las composiciones de la presente antes, o como parte, del proceso de fosfatacion, provee resultados superiores y ventajas inesperadas frente a los procesos de fosfatacion existentes.
El reactivo de azufre particulado es un solido particulado que incluye al menos un atomo de azufre y al menos tres atomos de oxfgeno en la formula qufmica. Por ejemplo, el reactivo de azufre particulado puede ser un compuesto o un compuesto que incluye un ion con la formula general SyOx donde y en general es 1-2 y x > 2,0y. En los reactivos particulados derivados de azufre indicativos, cuando y = 1, x es 3 o mas, y cuando y = 2, x = 4 o mas. Los ejemplos de reactivos de azufre incluyen sales sulfito (SO32-), sales bisulfito (HSO3-), sales sulfato (SO42-), sales sulfato de hidrogeno (HSO4-), sales metabisulfito (S2O5-2), sales hidrosulfito (S2O4-2) y otros. Los ejemplos especfficos incluyen sulfito de sodio, bisulfito de sodio, metabisulfito de sodio, sulfato de sodio, bisulfato de sodio, y hidrosulfito de sodio (ditionito de sodio). Las personas con experiencia en el arte reconoceran que hay compuestos reactivos de azufre particulado adicionales que son apropiados.
El reactivo de fosforo particulado es un solido particulado que incluye al menos un atomo de fosforo y al menos tres atomos de oxfgeno en la formula qufmica. Por ejemplo, el reactivo de fosforo particulado puede ser un compuesto o un compuesto que incluye un ion con la formula general PyOx, donde y en general es 1-2 y x > 2,0y. En los reactivos de fosforo particulados indicativos, cuando y = 1, x es 3 o mas, y cuando y = 2, x = 4 o mas. Los ejemplos de reactivos de fosforo incluyen compuestos fosfito de hidrogeno (HPO32"), compuestos fosfato monobasico (H2PO41"), compuestos fosfato dibasico (HPO42"), compuestos pirofosfato acido (H2P2O72"), y compuestos metafosfato (PO3). Los ejemplos especfficos incluyen fosfito monoacido de sodio (Na2HPO3), fosfito monoacido de amonio, ((NH4)2HPO3), fosfato monobasico de sodio (NaH2PO4), fosfato monobasico de calcio (Ca(H2PO4)2), fosfato monobasico de amonio
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(NH4H2PO4), fosfato dibasico de sodio (Na2HPO4), fosfato dibasico de amonio ((NH4)2H2PO4) y pirofosfato acido de sodio (Na2H2P2O7). Las personas con experiencia en el arte reconoceran que existen compuestos adicionales que son reactivos de fosforo particulados apropiados.
El reactivo de aluminio particulado es un solido particulado seleccionado entre un grupo de compuestos de aluminio que comprende al menos un atomo de aluminio y al menos tres atomos de oxfgeno en la formula qufmica. Los ejemplos especfficos incluyen sulfato de aluminio y amonio (AlNH4(SO4)2), hidroxicloruro de aluminio (Al2(OH)5Cl), oxido de aluminio (A^O3), sulfato de aluminio y potasio (AlK(SO4)2), sulfato de aluminio y sodio (AlNa(SO4)2), sulfato de aluminio (Ah(SO4)3), y diversas permutaciones de compuestos que frecuentemente se denominan policloruros de aluminio o clorhidratos de aluminio designados por la formula general (AlnCl(3n-m)(OH)m. Las personas con experiencia en el arte reconoceran que hay compuestos adicionales que son reactivos particulados derivados de aluminio apropiados.
El termino “decolorante polimerico”, segun se define en la presente, se refiere a poKmeros organicos que con frecuencia se clasifican como un precipitante de color para su uso en soluciones de azucares, y tfpicamente puede ser una sustancia lfquida o cerosa. Cualquier decolorante polimerico que se pueda usar en el proceso de purificacion de azucares es aceptable, por ejemplo, los que contienen una carga positiva en un atomo de nitrogeno. Los ejemplos de decolorantes polimericos incluyen polfmeros de dimetilamina-epiclorohidrina tal como Magnafloc LT-31, polfmeros de cloruro de dimetildialquilamonio tal como Magnafloc LT-35 suministrado por Ciba Chemicals, y cloruro de dimetil-di- sebo-amonio. El decolorante polimerico se puede preparar como una solucion diluida en agua u otro solvente apropiado; a menos que se indique lo contrario, el porcentaje en peso del decolorante polimerico de la mezcla se define aquf como el porcentaje en peso de la solucion de polfmero que se anade a la mezcla, independientemente de si la solucion de polfmero se anade en el “estado en que se lo comercializa” (tfpicamente, con un contenido de solidos de entre 30% y 50%) o en un “estado mas diluido” con agua u otro solvente apropiado. Si el decolorante polimerico se diluye primero en agua u otro solvente apropiado, se puede diluir entre aproximadamente 5 y 95% en peso de polfmero en el “estado en que se comercializa” con respecto al solvente, por ejemplo entre aproximadamente 10 y 80% en peso de polfmero en el “estado en que se comercializa”, o entre aproximadamente 40 y 75% en peso de polfmero en el “estado en que se comercializa”, donde el resto comprende agua u otro solvente apropiado. En otros ejemplos, el decolorante polimerico disponible comercialmente se puede diluir con agua en un relacion de entre aproximadamente 3:1 de decolorante disponible comercialmente - agua y aproximadamente 1:3 de decolorante disponible comercialmente - agua. Por ejemplo, las soluciones de decolorante polimerico se pueden preparar por adicion de aproximadamente tres partes del reactivo disponible comercialmente a aproximadamente una parte de agua, o aproximadamente 2 partes del reactivo disponible comercialmente a aproximadamente 1 parte de agua, o aproximadamente 1 parte del reactivo disponible comercialmente a aproximadamente 1 parte de agua, o aproximadamente 1 parte del reactivo disponible
comercialmente a aproximadamente 2 partes de agua, o aproximadamente 1 parte del reactivo disponible
comercialmente a aproximadamente 3 partes de agua. Las soluciones acuosas, por ejemplo una solucion de azucar de una solucion que contiene uno o mas reactivos particulados como se describe en la presente, se pueden usar para diluir el decolorante polimerico disponible comercialmente en lugar de agua pura. La dilucion del decolorante polimerico del “estado en que se comercializa” puede facilitar el mezclado del decolorante polimerico con diversos polvos de acuerdo con distintas formas de realizacion de la presente invencion.
El reactivo de sflice es un solido particulado que se clasifica como una sflice amorfa o como un dioxido de silicio amorfo (SiO2 amorfo). Algunas veces, dichos reactivos de sflice tambien se denominan “sflice precipitada”. En algunas formas de realizacion, el reactivo de sflice se puede agregar como un sol-gel.
El reactivo carbonaceo particulado es un particulado solido que se clasifica como un carbon activado, y aquf se
denomina tambien como un carbon activado particulado. Se puede utilizar cualquier carbon activado particulado; los
reactivos carbonaceos indicativos incluyen, por ejemplo, los carbones activados decolorantes tales como los carbones decolorantes activados con acido. Un reactivo carbonaceo particulado puede ser cualquier reactivo carbonaceo particulado apropiado para su uso en un proceso de refinamiento de azucar. En algunas formas de realizacion indicativas, el tamano de las partfculas del reactivo carbonaceo particulado puede estar dentro del rango, por ejemplo, de entre aproximadamente 0,01 micrones y aproximadamente 300 micrones; entre aproximadamente 1 micron y aproximadamente 300 micrones; entre aproximadamente 5 micrones y aproximadamente 250 micrones; o entre aproximadamente 50 micrones y aproximadamente 250 micrones o puede tener un tamano de partfcula promedio dentro de dichos rangos.
El “adyuvante de filtracion particulado”, segun se define en la presente, se refiere a cualquier solido particulado que en general se clasifica como un adyuvante de filtracion. Se puede usar cualquier adyuvante de filtracion adecuado para su uso en un proceso de purificacion de azucares. Los ejemplos de adyuvantes de filtracion particulados incluyen tierra de diatomeas y perlita.
El reactivo de amonio particulado es un particulado solido que contiene una fuente de amonio (NH4). Los ejemplos especfficos incluyen bicarbonato de amonio (NH4HCO3), fosfato dibasico de amonio ((NH4)2HPO4), sulfito de amonio ((NH4)2SO3), fosfito acido de amonio, ((NH4)2HPO3) y fosfato monobasico de amonio (NH4H2PO4). En algunas formas de realizacion, el reactivo de amonio particulado es un compuesto que provee una fuente de amonio (NH4+) que permite obtener un pH en solucion acuosa mayor que 7,0. Las personas con experiencia en el arte reconoceran que existen compuestos adicionales que son reactivos de amonio particulados apropiados.
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En algunas formas de realizacion indicativas, el tamano de partfcula de los componentes particulados que se utilizan en la composicion puede estar dentro del rango entre, o pueden tener un tamano de partfcula promedio dentro del rango, por ejemplo, de entre aproximadamente 0,01 micron y aproximadamente 300 micrones; de entre aproximadamente 1 micron y aproximadamente 300 micrones; de entre aproximadamente 30 micrones y aproximadamente 300 micrones; o de entre aproximadamente 50 micrones y aproximadamente 250 micrones.
Las composiciones de acuerdo con la invencion se pueden agregar en alguna etapa antes del tanque de reaccion qufmica de fosfatacion, directamente en el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion, asf como en cualquier otro punto en el proceso de purificacion de azucares. Las composiciones que contienen multiples solidos particulados que se describen en la presente pueden, en algunos casos, ofrecer mayores mejoras en el proceso. Se puede variar el numero de aditivos diferentes y la cantidad de cada uno para obtener la cantidad de clarificacion deseada. Las composiciones se pueden agregar al proceso como componentes individuales o se preparan primero como mezclas elaboradas y se incorporan como un compuesto al proceso. Las composiciones tambien se pueden agregar mezclando algunos componentes antes de agregarlos y agregando otros componentes individualmente.
Los ejemplos de composiciones de utilidad para la presente invencion incluyen :
Forma de realizacion ejemplificativa (1) Se anade al menos un reactivo de azufre particulado en el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion o antes. De manera opcional, ademas del reactivo de azufre, la composicion puede incluir uno o mas entre el reactivo de fosforo particulado, el reactivo de aluminio particulado, el reactivo de sflice, el reactivo carbonaceo particulado, el coadyuvante de filtracion particulado, y un reactivo de amonfaco particulado. Cuando esta presente un componente adicional, el reactivo de azufre puede estar presente en una cantidad de entre aproximadamente 1% y aproximadamente 99% (en peso ), por ejemplo entre aproximadamente 10 y 99%, o entre aproximadamente 20 y 97% de la composicion.
Forma de realizacion ejemplificativa (2): Una mezcla que contiene al menos un reactivo de azufre particulado, y al menos un reactivo de fosforo particulado. En las composiciones ejemplificativas de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 1% y aproximadamente 99% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 99% y aproximadamente 1% del reactivo de fosforo. En otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 90% y aproximadamente 10% del reactivo de fosforo. En aun otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende aproximadamente 75% del reactivo de azufre y aproximadamente 25% del reactivo de fosforo.
Forma de realizacion ejemplificativa (3): Una mezcla que contiene al menos un reactivo de azufre particulado, y al menos un reactivo de aluminio particulado. En las composiciones ejemplificativas de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 1% y aproximadamente 99% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 99% y aproximadamente 1% del reactivo de aluminio. En otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 90% y aproximadamente 10% del reactivo de aluminio. En aun otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende aproximadamente 85% del reactivo de azufre y aproximadamente 15% del reactivo de aluminio.
Forma de realizacion ejemplificativa (4): Una mezcla que contiene al menos un reactivo de azufre particulado, y al menos un reactivo de sflice. En las composiciones ejemplificativas de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 1% y aproximadamente 99% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 99% y aproximadamente 1% del reactivo de sflice. En otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 5% y aproximadamente 95 % del reactivo de azufre y entre aproximadamente 95% y aproximadamente 5% del reactivo de sflice. En aun otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende aproximadamente 95% del reactivo de azufre y aproximadamente 5% del reactivo de sflice.
Forma de realizacion ejemplificativa (5): Una mezcla que contiene al menos un reactivo de azufre particulado, y al menos un reactivo carbonaceo particulado. En las composiciones ejemplificativas de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 1% y aproximadamente 99% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 99% y aproximadamente 1% del reactivo carbonaceo. En otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 90% y aproximadamente 10% del reactivo carbonaceo. En aun otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende aproximadamente 90% del reactivo de azufre y aproximadamente 10% del reactivo carbonaceo.
Forma de realizacion ejemplificativa (6): Una mezcla que contiene al menos un reactivo de azufre particulado, y al menos un coadyuvante de filtracion particulado. En las composiciones ejemplificativas de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 1% y aproximadamente 99% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 99% y aproximadamente 1% del coadyuvante de filtracion particulado. En otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 90% y aproximadamente 10% del coadyuvante de filtracion particulado. En
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aun otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende aproximadamente 75% del reactivo de azufre y aproximadamente 25% del coadyuvante de filtracion particulado.
Forma de realizacion ejemplificativa (7): Una mezcla que contiene al menos un reactivo de azufre particulado, y al menos un reactivo de amonfaco particulado. En las composiciones ejemplificativas de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 1% y aproximadamente 99% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 99% y aproximadamente 1% del reactivo de amonfaco particulado. En otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% del reactivo de azufre y entre aproximadamente 90% y aproximadamente 10% del reactivo de amonfaco particulado. En aun otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende aproximadamente 75% del reactivo de azufre y aproximadamente 25% del reactivo de amonfaco particulado.
Forma de realizacion ejemplificativa (8): Una combinacion de cualquiera de las formas de realizacion (1) a (7), ya sea como mezclas de componentes terciarios (por ejemplo, una combinacion de al menos un reactivo de azufre particulado, al menos un reactivo de fosforo particulado, y al menos un reactivo de sflice), o como mezclas de componentes cuaternarios (por ejemplo, una combinacion de al menos un reactivo de azufre particulado, al menos un reactivo de fosforo particulado, al menos un reactivo de sflice, y al menos un reactivo carbonaceo), o como mezcla de cinco componentes (por ejemplo una combinacion de al menos un reactivo de azufre particulado, al menos un reactivo de fosforo particulado, al menos un reactivo de sflice, al menos un reactivo carbonaceo, y al menos un reactivo de aluminio), o como una mezcla de seis componentes (por ejemplo una combinacion de al menos un reactivo de azufre particulado, al menos un reactivo de fosforo particulado, al menos un reactivo de sflice, al menos un reactivo carbonaceo, al menos un reactivo de aluminio, y al menos un coadyuvante de filtracion particulado), o como una mezcla de siete componentes (por ejemplo una combinacion de al menos un reactivo de azufre particulado, al menos un reactivo de fosforo particulado, al menos un reactivo de sflice, al menos un reactivo carbonaceo, al menos un reactivo de aluminio, al menos un coadyuvante de filtracion particulado, y al menos un reactivo de amonfaco particulado). En cualquiera de las composiciones de esta forma de realizacion ejemplificativa, la composicion puede comprender entre aproximadamente 1% y aproximadamente 95% (en peso) del reactivo de azufre, o entre aproximadamente 10 y 90% del reactivo de azufre, o entre aproximadamente 50 y 85% del reactivo de azufre. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 95% (en peso) del reactivo de fosforo, o entre aproximadamente 10 y 90% del reactivo de fosforo, o entre aproximadamente 10 y 30% del reactivo de fosforo. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 95% (en peso) del reactivo de aluminio, o entre aproximadamente 5 y 90% del reactivo de aluminio, o entre aproximadamente 7 y 20% del reactivo de aluminio. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 95% (en peso) del reactivo de sflice, o entre aproximadamente 3 y 90% del reactivo de sflice, o entre aproximadamente 2 y 15% del reactivo de sflice. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 95% (en peso) del reactivo carbonaceo, o entre aproximadamente 5 y 90% del reactivo carbonaceo, o entre aproximadamente 5 y 50% del reactivo carbonaceo. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 95% (en peso) del coadyuvante de filtracion particulado, o entre aproximadamente 5 y 90% del coadyuvante de filtracion particulado, o entre aproximadamente 5 y 50% del coadyuvante de filtracion particulado. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y 99% (en peso) del reactivo de amonfaco particulado, o entre aproximadamente 1 y 95% del reactivo de amonfaco, o entre aproximadamente 3 y 15% del reactivo de amonfaco particulado.
Forma de realizacion ejemplificativa (9): Una mezcla que comprende al menos un reactivo carbonaceo particulado, y al menos un decolorante polimerico. En las composiciones ejemplificativas de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 50% y aproximadamente 90% (en peso) del reactivo carbonaceo y entre aproximadamente 50% y aproximadamente 10% (en peso) del decolorante polimerico. En otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 50% y aproximadamente 75% del reactivo carbonaceo y entre aproximadamente 50% y aproximadamente 25% del decolorante polimerico. En aun otras formas de realizacion ejemplificativas, la composicion comprende entre aproximadamente 60% y aproximadamente 70% del reactivo carbonaceo y entre aproximadamente 40% y aproximadamente 30% del decolorante polimerico.
Forma de realizacion ejemplificativa (10): Una mezcla de al menos un carbon activado particulado y al menos un decolorante polimerico, en una mezcla con cualquier combinacion de uno o mas entre los materiales particulados seleccionados entre la lista de (1) un reactivo de azufre particulado, (2) un reactivo de sflice, (3) un reactivo de aluminio particulado, (4) un reactivo de fosforo particulado, (5) un coadyuvante de filtracion particulado, o (6) un reactivo de amonfaco particulado. Por lo tanto esta forma de realizacion incluye composiciones terciarias, cuaternarias, de cinco compuestos, de seis compuestos, de siete componentes, y de ocho componentes. En cualquiera de estas composiciones terciarias, cuaternarias, y de cinco, seis, siete y ocho componentes, de acuerdo con esta forma de realizacion, la composicion comprende entre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% (en peso) del reactivo carbonaceo, o entre aproximadamente 20 y 75% del reactivo carbonaceo, o entre aproximadamente 30 y 70% del reactivo carbonaceo. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 5% y aproximadamente 45% (en peso) del decolorante polimerico, o entre aproximadamente 10 y 40% del decolorante polimerico, o entre aproximadamente 20 y 40% del decolorante polimerico. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 90% (en peso) del reactivo de azufre, o entre aproximadamente 3 y 75% del reactivo de azufre, o entre aproximadamente 3 y 60% del reactivo de azufre. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 45% (en peso) del reactivo
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de fosforo, o entre aproximadamente 3 y 30% del reactivo de fosforo, o entre aproximadamente 3 y 20% del reactivo de fosforo. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 45% (en peso) del reactivo de aluminio, o entre aproximadamente 3 y 30% del reactivo de aluminio, o entre aproximadamente 3 y 20% del reactivo de aluminio. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 45% (en peso) del reactivo de sflice, o entre aproximadamente 3 y 30% del reactivo de sflice, o entre aproximadamente 2 y 20% del reactivo de sflice. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 50% (en peso) del coadyuvante de filtracion particulado, o entre aproximadamente 5 y 40% del coadyuvante de filtracion particulado, o entre aproximadamente 10 y 30% del coadyuvante de filtracion particulado. Estas composiciones pueden ademas comprender entre aproximadamente 0% y aproximadamente 45% (en peso) del reactivo de amonfaco, o entre aproximadamente 2 y 30% del reactivo de amonfaco, o entre aproximadamente 2 y 20% del reactivo de amonfaco.
En el proceso de la presente invencion es posible utilizar cualquier combinacion de las mezclas de componentes listados con las formas de realizacion ejemplificativas (1) a (10).
Las composiciones de la invencion se pueden agregar al licor o jarabe de azucar por medio de un metodo de dosificacion de solidos agregado directamente al proceso del azucar (dosificacion de solidos continua o en lotes usando, por ejemplo, un transportador a tornillo), o por medio de un metodo de dosificacion de lfquidos en el cual las composiciones se agregan primero al agua, licor de azucar, jarabe de azucar u otro lfquido apropiado, y se bombean al proceso del azucar. Como se utiliza en la presente documentacion, los lfquidos incluyen lechadas, suspensiones y soluciones. Es posible usar otros medios apropiados para agregar un solido y/o un lfquido. En algunas formas de realizacion donde se agregan un solido y un lfquido, algunos componentes se pueden agregar por dosificacion de solidos y otros se agregan por bombeo.
Las composiciones de la presente invencion se pueden agregar en cualquier etapa del proceso de purificacion del azucar. En algunas formas de realizacion ejemplificativas, las composiciones de acuerdo con la invencion se agregan al tanque de reaccion qufmica de fosfatacion de manera directa. En otras formas de realizacion ejemplificativas, las composiciones se agregan en un punto del proceso anterior al tanque de reaccion qufmica de fosfatacion. En aun otras formas de realizacion, las composiciones ase agregan en otros momentos del proceso.
En algunas formas de realizacion, las composiciones tienen al menos algun tiempo de contacto con el licor de azucar o jarabe antes de entrar en el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion. Por ejemplo, las composiciones pueden tener al menos aproximadamente 3 minutos de tiempo de contacto con el licor de azucar o jarabe antes de entrar en el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion, o al menos aproximadamente 5 minutos de tiempo de contacto con el licor o jarabe de azucar antes de entrar en el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion. Puede resultar beneficioso permitir que las composiciones de la invencion actuen al menos parcialmente en el licor o jarabe de azucar antes de entrar en el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion.
El uso de las composiciones de acuerdo con la invencion y el uso de los metodos de acuerdo con la invencion pueden proporcionar mejoras al proceso de fosfatacion. Por ejemplo, la practica de la invencion puede resultar en una clarificacion mejorada de los licores de azucar segun se mide, por ejemplo, mediante el color del licor. Por ejemplo, es posible mejorar la reduccion del color en al menos 10% (es decir, el color usando la invencion medido en unidades ICUMSA (lU) es 90% del valor que se obtendrfa usando procesos tradicionales de fosfatacion), al menos 15%, al menos 25%, al menos 30%, al menos 40%, al menos 50%, o aun al menos 60% o al menos 65%. Ademas, el uso de la presente invencion puede resultar en una mejora de la eliminacion de la turbidez en los azucares refinados. Por ejemplo, la practica de la invencion puede resultar en una mejor clarificacion de los licores de azucar medida, por ejemplo, por la turbidez del azucar cristal producido a partir de la misma. Por ejemplo, la turbidez del azucar cristal puede reducirse adicionalmente en al menos 10% (o sea la turbidez usando la invencion medida en IU es 90% del valor que se obtendrfa usando los procesos tradicionales de fosfatacion), al menos 20%, al menos 30%, al menos 40%, o al menos 50%. El uso de la presente invencion tambien puede proporcionar una reduccion de la ceniza en el azucar refinada. Por ejemplo, la practica de la invencion puede resultar en una mejora de la clarificacion de los licores de azucar medida, por ejemplo, por la ceniza en el azucar cristal producida a partir de la misma. Por ejemplo, la ceniza del azucar cristal se puede reducir en al menos 10% (el porcentaje de ceniza en un azucar refinada obtenida usando la invencion es 90% del valor que se obtendrfa usando procesos de fosfatacion tradicionales), al menos 15%, al menos 20%, o al menos 25%. De manera similar, con el uso de la presente invencion es posible mejorar otros parametros que miden los resultados de refinacion del azucar.
Ademas, el uso de las composiciones y procesos de acuerdo con la invencion puede proporcionar medios para aumentar la productividad de la refinacion. Debido a que es mejor la calidad del azucar refinada obtenida con el uso de la invencion es posible producir una cantidad mayor de azucar altamente refinada. Como resultado, la productividad puede aumentar en un 2% o mas , 5% o mas , 10% o mas , 15% o mas o 20% o mas .
Las formas de realizacion ejemplificativas de la invencion usan una combinacion de un reactivo de azufre particulado y un reactivo de fosforo particulado. En tales formas de realizacion, la relacion entre reactivo de azufre particulado y reactivo de fosforo particulado puede estar en un rango entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 5:1, entre aproximadamente 2:1 y aproximadamente 5:1, o entre aproximadamente 4:1 y aproximadamente 3:1. Las formas de realizacion ejemplificativas contienen un reactivo de azufre particulado y un reactivo de fosforo particulado en una
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relacion de 4:1 o aproximadamente 3:1. Es posible agregar otros reactivos manteniendo la misma relacion reactivo de azufre particulado y reactivo de fosforo particulado. En otra forma de realizacion ejemplificativa, la composicion contiene el reactivo de sflice ademas del reactivo de azufre particulado y reactivo de fosforo particulado. Otras formas de realizacion ejemplificativas contienen un reactivo de sflice, un reactivo de azufre particulado, un reactivo de fosforo particulado, un reactivo de aluminio particulado y un reactivo carbonaceo.
En una forma de realizacion ejemplificativa, una composicion de acuerdo con la invencion incluye un reactivo de azufre particulado, un reactivo de fosforo particulado, un reactivo carbonaceo, un reactivo de aluminio particulado y un reactivo de sflice. Un ejemplo de reactivo de azufre particulado es el metabisulfito de sodio, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos de azufre particulado tal como los descritos en la presente documentacion. Un ejemplo de reactivo de fosforo particulado es el fosfato monosodico, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos de fosforo particulado tal como los descritos en la presente documentacion. Un ejemplo de reactivo carbonaceo es carbon activado, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos carbonaceos tal como los descritos en la presente documentacion. Un ejemplo del reactivo de aluminio particulado es cloruro de polialuminio, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos de aluminio particulado tal como los descritos en la presente documentacion. Un ejemplo de reactivo de sflice es sflice amorfo, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos en partfculas tal como los descritos en la presente documentacion.
Una forma de realizacion que incluye un reactivo de azufre particulado, un reactivo de fosforo particulado, un reactivo carbonaceo, un reactivo de aluminio particulado y un reactivo de sflice puede incluir, por ejemplo, entre aproximadamente 55% y aproximadamente 75% de un reactivo de azufre particulado; entre aproximadamente 60% y aproximadamente 70% de un reactivo de azufre particulado; o aproximadamente 65% de un reactivo de azufre particulado. Tal forma de realizacion puede incluir entre aproximadamente 2% y aproximadamente 35% de un reactivo de fosforo particulado; entre aproximadamente 5% y aproximadamente 25% de un reactivo de fosforo particulado; entre aproximadamente 10% y aproximadamente 20% de un reactivo de fosforo particulado; entre aproximadamente 2% y aproximadamente 25% de un reactivo de fosforo particulado; o aproximadamente 15% de un reactivo de fosforo particulado. Tal forma de realizacion puede incluir entre aproximadamente 2% y aproximadamente 20% de un reactivo carbonaceo; entre aproximadamente 5% y aproximadamente 15% de un reactivo carbonaceo; o aproximadamente 10% de un reactivo carbonaceo. Tal forma de realizacion puede incluir entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 25% de un reactivo de aluminio particulado; entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 15% de un reactivo de aluminio particulado; entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 10% de un reactivo de aluminio particulado; entre aproximadamente 5% y aproximadamente 10% de un reactivo de aluminio particulado; o aproximadamente 6,5% de un reactivo de aluminio particulado. Tal forma de realizacion puede incluir entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 15% de un reactivo de sflice; entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 10% de un reactivo de sflice; entre aproximadamente 1% y aproximadamente 5% de un reactivo de sflice; o aproximadamente 3,5% de un reactivo de sflice.
Tal como se describe en la presente documentacion, es posible agregar otros materiales a esta mezcla, por ejemplo, las cantidades agregadas pueden ser como se muestra en cualquiera de las formas de realizacion que se describieron anteriormente. En algunas formas de realizacion, la mezcla final puede contener el coadyuvante de filtracion particulado en una cantidad de entre aproximadamente 10% y aproximadamente 50% de la mezcla total, entre aproximadamente 15% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 30% de la mezcla total, o aproximadamente 25% de la mezcla total. La mezcla final puede contener un reactivo de amonfaco particulado en una cantidad de entre aproximadamente 1% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 15% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 3% y aproximadamente 30% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 30% de la mezcla total, o aproximadamente 25% de la mezcla total. La mezcla final puede contener un decolorante polimerico en una cantidad de entre aproximadamente 5% y aproximadamente 60% de la mezcla total, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 50% de la mezcla total, entre aproximadamente 2% y aproximadamente 60% de la mezcla total, entre aproximadamente 25% y aproximadamente 50% de la mezcla total entre aproximadamente 10% y aproximadamente 45% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 40% de la mezcla total o entre aproximadamente 30% y aproximadamente 40% de la mezcla total.
Es posible usar una forma de realizacion que incluye un reactivo de azufre particulado, un reactivo de fosforo particulado, un reactivo carbonaceo, un reactivo de aluminio particulado y un reactivo de sflice poniendolos en contacto, es decir, en combinacion, con un licor de azucar antes de la fosfatacion del licor de azucar. En las formas de realizacion ejemplificativas, la composicion esta en contacto con el licor de azucar durante al menos aproximadamente 5 minutos antes del tratamiento de fosfatacion tradicional , al menos aproximadamente 10 minutos antes del tratamiento de fosfatacion, al menos aproximadamente 15 minutos antes del tratamiento de fosfatacion, al menos aproximadamente 20 minutos antes del tratamiento de fosfatacion, o al menos aproximadamente 30 minutos antes del tratamiento de fosfatacion. El tratamiento de fosfatacion se puede realizar en un tanque de reaccion qufmica de fosfatacion.
En otra forma de realizacion particular, una composicion de acuerdo con la invencion incluye un reactivo de azufre particulado, un reactivo de fosforo particulado, y un reactivo de sflice. Un ejemplo de reactivo de azufre particulado metabisulfito de sodio, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos de azufre particulado tal como se describe en la presente documentacion. Un ejemplo de reactivo de fosforo particulado es el fosfato monosodico, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos de fosforo particulado tal como se describe en la presente documentacion. Un ejemplo de
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reactivo de sflice es el reactivo de sflice amorfo, aunque tambien es posible utilizar otros reactivos de sflice tal como se describe en la presente documentacion.
Una forma de realizacion que incluye un reactivo de azufre particulado, un reactivo de fosforo particulado y un reactivo de sflice puede incluir, por ejemplo, entre aproximadamente 55% y aproximadamente 85% de un reactivo de azufre particulado; entre aproximadamente 65% y aproximadamente 75% de un reactivo de azufre particulado; o aproximadamente 70% de un reactivo de azufre particulado. Tal realizacion puede incluir entre aproximadamente 2% y aproximadamente 35% de un reactivo de fosforo particulado; entre aproximadamente 15% y aproximadamente 35% de un reactivo de fosforo particulado; entre aproximadamente 20% y aproximadamente 30% de un reactivo de fosforo particulado; entre aproximadamente 5% y aproximadamente 30% de un reactivo de fosforo particulado; o aproximadamente 25% de un reactivo de fosforo particulado. Tal realizacion puede incluir entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 20% de un reactivo de sflice; entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 15% de un reactivo de sflice; entre aproximadamente 2% y aproximadamente 15% de un reactivo de sflice; entre aproximadamente 2% y aproximadamente 10% de un reactivo de sflice; entre aproximadamente 3 y aproximadamente 5% de un reactivo de sflice; o aproximadamente 5% de un reactivo de sflice.
Tal como se describe en la presente documentacion, es posible agregar otros materiales a esta mezcla, por ejemplo, las cantidades agregadas pueden ser como se muestra en cualquiera de las formas de realizacion que se describieron anteriormente. Por ejemplo, la mezcla final puede contener el reactivo de aluminio particulado en una cantidad que oscila entre aproximadamente 1% y aproximadamente 25% de la mezcla total, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 25% de la mezcla total, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 20% de la mezcla total, entre aproximadamente 10% y aproximadamente 20% de la mezcla total, aproximadamente 10% de la mezcla total, o aproximadamente 15% de la mezcla total. La mezcla final puede contener el reactivo carbonaceo particulado en una cantidad que oscila entre aproximadamente 3% y aproximadamente 25% de la mezcla total, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 15% de la mezcla total, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 20% de la mezcla total, entre aproximadamente 8% y aproximadamente 12% de la mezcla total, o aproximadamente 10% de la mezcla total. La mezcla final puede contener el coadyuvante de filtracion particulado en una cantidad que oscila entre aproximadamente 10% y aproximadamente 50% de la mezcla total, entre aproximadamente 15% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 30% de la mezcla total, o aproximadamente 25% de la mezcla total. La mezcla final puede contener un reactivo de amonfaco particulado en una cantidad que oscila entre aproximadamente 1% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 15% y aproximadamente 40% de la mezcla total, entre aproximadamente 3% y aproximadamente 30% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 30% de la mezcla total, o aproximadamente 25% de la mezcla total. La mezcla final puede contener un decolorante polimerico en una cantidad que oscila entre aproximadamente 5% y aproximadamente 60% de la mezcla total, entre aproximadamente 5% y aproximadamente 50% de la mezcla total, entre aproximadamente 2% y aproximadamente 60% de la mezcla total, entre aproximadamente 25% y aproximadamente 50% de la mezcla total entre aproximadamente 10% y aproximadamente 45% de la mezcla total, entre aproximadamente 20% y aproximadamente 40% de la mezcla total o entre aproximadamente 30% y aproximadamente 40% de la mezcla total.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran algunas composiciones, metodos de uso, y ventajas segun se describieron hasta aquf. Los ejemplos solo son ilustraciones puntuales, y no se dan con la intencion de limitar el alcance de la invencion.
Ejemplo 1
Se preparo una composicion (“Composicion Nro. 1”) que contiene 64% de metabisulfito de sodio (Na2S2O5), 16% de fosfato monosodico (NaH2PO4), 10% de carbon activado en polvo, 6,5% de cloruro de polialuminio particulado, y 3,5% de sflice amorfo. Se agrego la Composicion Nro. 1 al licor fundido en una refinerfa de azucar, y se puso en contacto con el licor de azucar fundido durante aproximadamente 30 minutos antes de que el azucar alcanzara el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion. Se comparan las dosis de qufmicos que se usaron con la Composicion Nro. 1 con las dosis tradicionales de qufmicos que se usan en el proceso antes del ensayo con la Composicion Nro. 1, en la Tabla 1:
Tabla 1: Comparacion de dosificacion qufmica en los Procesos de Fosfatacion
- Composicion Decolorante Acido Floculante
- Proceso
- Nro. 1 polimerico Fosforico Polimerico Cal Hidratada
- (Dosificacion)
- Proceso Tradicional
- 0 300 ppm 450 ppm 14 ppm 540 ppm
- Fosfatacion Mejorada por la Composicion Nro. 1
- 450 ppm 125 ppm 250 ppm 14 ppm 350 ppm
Como se ve en la Tabla 1, se consiguieron reducciones significativas de qufmicos de fosfatacion tradicionales con el uso de la Composicion Nro. 1 de la presente invencion.
5 Las ventajas de rendimiento del proceso de la presente invencion, usando el proceso de fosfatacion mejorado por la Composicion Nro. 1, se muestran en la Tabla 2:
Tabla 2: Ventajas de Rendimiento Obtenidas con la Composicion Nro. 1 en Comparacion con el Proceso de Fosfatacion Tradicional
- Parametro de Calidad (Color IU)
- Resultados de Proceso Tradicional Proceso con Composicion Nro. 1
- Licor Clarificado
- 450 350
- Licor Refinado
- 240 150
- Azucar RI
- 25 15
- Azucar R2
- 52 38
- Azucar R3
- 100 66
- Azucar R4
- no obtenido 112
- Azucar Compuesta (Fortificada con Vitamina A)
- 60 44
- Azucar Compuesta (No Fortificada)
- 32 17
10 Como se ve en la Tabla 2, el color del licor clarificado mejoro a 350 unidades de color IU, lo que conduce a una mejora en el licor final. Cuando se cristaliza para producir azucar refinada, esta calidad de licor final produjo azucares con menos color (como se ve en el azucar R1 - R4, y en los azucares compuestos R1-R4 con y sin fortificacion con Vitamina A). La calidad del azucar refinada se mejoro claramente. Ademas, en el proceso tradicional resulto que el azucar cristalino de menor grado (R-4) presento un color excesivamente alto para ser considerado un azucar refinada.
15 Utilizando el proceso mejorado de fosfatacion que incorpora la Composicion Nro. 1, el cristal de grado R-4 estuvo dentro de las especificaciones que se requieren para utilizarlo como azucar refinada. La realizacion exitosa de R-4 como un azucar refinada incremento el rendimiento de produccion diaria en 2,1%. Se observo que el proceso de fosfatacion mejorado con Composicion Nro. 1 realizado en esta invencion incremento la calidad de azucar refinada asf como tambien incremento la eficiencia de produccion diaria.
20 Ejemplo 2
Se preparo una composicion (“Composicion Nro. 2”) que contiene 71,5% de metabisulfito de sodio (Na2S2O5), 24% de fosfato monosodico (NaH2PO4), y 4,5% de sflice amorfo. Se agrego la Composicion Nro. 2 al licor fundido en una refinerfa de azucar, y se puso en contacto con el licor de azucar fundido durante aproximadamente 5 minutos antes de que el azucar alcanzara el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion. Se comparan las dosis de qufmicos que se
usaron con la Composicion Nro. 2 con las dosis tradicionales de qufmicos que se usan en el proceso antes del ensayo con la Composicion Nro. 2, en la Tabla 3:
Tabla 3: Comparacion de Dosificaciones de Qufmicos en los Procesos de Fosfatacion
- Proceso
- Composicion Nro.2 Decolorante Polimerico Acido Fosforico Floculante Polimerico Cal hidrat ada
- (Dosificacion)
- Proceso Tradicional
- 0 200 ppm 300 ppm 14 ppm 35350 ppm
- Fosfatacion Mejorada con Composicion Nro. 2
- 170 ppm 70 ppm 200 ppm 14 ppm 350 ppm
5 Las ventajas de rendimiento del proceso de la presente invencion, utilizando el proceso de fosfatacion mejorado por la Composicion Nro. 2, se muestran en la Tabla 4:
Tabla 4: Ventajas de Rendimiento que se Obtuvieron con la Composicion Nro. 2, en Comparacion con el Proceso de Fosfatacion Tradicional
- Metodo de Proceso
- Color de Licor Clarificado (IU) Turbidez de Azucar Refinada (IU) Cenizas de Azucar Refinada Potencial de Floculacion de Azucar Refinada
- Fosfatacion Tradicional
- 158 12 0,004% 0,019
- Fosfatacion Mejorada por la Composicion Nro. 2
- 109 9 0,003% 0,014
10 Como se ve en la Tabla 4, se mejoro la calidad del licor clarificado segun la medida de color. Ademas, los importantes parametros de calidad para azucar refinada de turbidez, cenizas, y potencial de floculacion mejoraron todos cuando se uso la Composicion Nro. 2 .
Ejemplo 3
Se agrego la Composicion Nro. 2 al licor fundido en otra refinerfa de azucar, y se puso en contacto con el licor de azucar 15 fundido durante aproximadamente 30 minutos antes de que el azucar alcanzara el tanque de reaccion qufmica de fosfatacion. Las ventajas de rendimiento del proceso de la presente invencion, utilizando la Composicion Nro. 2 , se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5: Ventajas de Rendimiento que se Obtuvieron con la Composicion Nro. 2, en Comparacion con el Proceso de Fosfatacion Tradicional
- Metodo de Proceso
- Color de Licor Clarificado (IU) Produccion diaria de azucar refinada (Toneladas)
- Fosfatacion Tradicional
- 400 450
- Fosfatacion Mejorada por la Composicion Nro. 2
- 180 530
Como se ve en la Tabla 5, se mejoro la calidad del licor clarificado segun la medida de color. Ademas, el azucar refinada diario que se produjo se incremento sustancialmente cuando se utilizo la Composicion Nro. 2. La mejora en la produccion diaria de azucar refinada fue posible debido a la mejor calidad del licor clarificado (color) que se obtuvo en el
proceso mejorado. Para esta refinerfa, el licor clarificado es el mismo que el licor final que se cristaliza (no se realiza ningun otro proceso de purificacion despues de la clarificacion). Si el color del licor final es muy alto, una excesiva cantidad del azucar cristalino que se produce a partir del mismo tendra un color muy alto como para ser de calidad de grado refinado. Mediante la disminucion del color del licor clarificado/refinado, se consiguio un incremento sustancial de 5 la produccion diaria de Azucar Refinada con el proceso con la Composicion Nro. 2 realizado en esta invencion.
Se presentan ejemplos especfficos para la ilustracion y exposicion de una forma de realizacion operativa, y no para mostrar todas la diferentes formas o modificaciones con las que podrfa realizarse u operarse esta invencion. La presente descripcion detallada no tiene la intencion de limitar las caracterfsticas o principios de la presente invencion de ninguna manera.
10
Claims (14)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Una composicion para su uso en la clarificacion por fosfatacion del refino de azucar, que comprendeentre aproximadamente 10% y aproximadamente 90% de al menos un reactivo de azufre particulado que contiene al menos un atomo de azufre y al menos tres atomos de oxfgeno,entre aproximadamente 10% y 90% de al menos un reactivo de fosforo particulado que contiene al menos un atomo de fosforo y al menos tres atomos de oxfgeno en la formula qufmica, y contiene, opcionalmente, uno o mas solidos particulados seleccionados del grupo que consta de un reactivo de sflice, un reactivo carbonaceo particulado, un reactivo de aluminio particulado, un coadyuvante de filtracion particulado, seleccionado entre tierra de diatomea o perlita, y un reactivo de amonio particulado que tiene al menos un grupo amonio (NH4) en la formula qufmica.
- 2. La composicion de la reivindicacion 1, que comprende al menos un reactivo de sflice y un reactivo de aluminio particulado.
- 3. La composicion de la reivindicacion 1, que comprende un reactivo de aluminio particulado y un reactivo carbonaceo particulado.
- 4. La composicion de la reivindicacion 2 o 3, donde el reactivo de aluminio particulado es cloruro de polialuminio.
- 5. La composicion de la reivindicacion 1, que comprende un reactivo de sflice y un reactivo carbonaceo particulado.
- 6. La composicion de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, donde el reactivo de azufre particulado incluye un ion sulfito, un ion bisulfito o un ion metabisulfito.
- 7. La composicion de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, donde la proporcion del reactivo de azufre particulado con relacion al reactivo de fosforo particulado esta entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 5:1, preferentemente entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 4:1.
- 8. La composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 4 a 7, que comprende entre aproximadamente 55% y aproximadamente 85% del reactivo de azufre particulado, entre aproximadamente 15% y aproximadamente 35% del reactivo de fosforo particulado y entre aproximadamente 0.5% y aproximadamente 15% del reactivo de sflice.
- 9. Un proceso para su utilizacion con el procesamiento por fosfatacion de licores de azucar, que comprende anadir a un licor de azucar una composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8.
- 10. El proceso de la reivindicacion 9, donde la composicion se anade al tanque de reaccion qufmica de fosfatacion.
- 11. El proceso de la reivindicacion 9, donde la composicion se anade antes del tanque de reaccion qufmica de fosfatacion.
- 12. El proceso de la reivindicacion 9, donde los componentes de la composicion se anaden individualmente al licor de azucar.
- 13. El proceso de la reivindicacion 9, donde se mezclan dos o mas componentes de la composicion antes de anadirlos al licor de azucar.
- 14. El proceso de la reivindicacion 10, donde la cantidad de qufmicos de fosfatacion anadidos es menor que la cantidad requerida de qufmicos de fosfatacion en ausencia de la adicion de la composicion o se mejora la pureza del azucar segun se mide a partir de uno o mas de entre el color, la turbidez y la ceniza.
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