MXPA01007084A - Metodos para clarificar soluciones de azucar - Google Patents
Metodos para clarificar soluciones de azucarInfo
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Abstract
Se describe un proceso mejorado para clarificar azúcar en un sistema de flotación de una operación para fabricar azúcar. Los compuestos a base de fosfato neutros se adicionan al sistema de flotación para ayudar en la clarificación del jarabe de azúcar. El uso de los compuestos a base de fosfato neutros eliminard el uso deácido fosfórico V la necesidad de sustancias químicas neutralizantes asícomo la eliminación de los tanques para elácido fosfórico y el mezclado de las sustancias químicas neutralizantes en las instalaciones de campo.
Description
MÉTODOS PARA CLARIFICAR SOLUCIONES DE AZÚCAR
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso mejorado para producir azúcar. Más específicamente, la presente invención proporciona los métodos para eliminar el uso de ácido fosfórico durante la fase de pre-coagulación de la producción de azúcar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Después de que se extrae el azúcar de la caña preparada, el jugo mezclado resultante (agua, sacarosa y otras impurezas) necesita ser clarificado. En la producción de azúcar blanca esta clarificación es importante en vista de que a mejor clarificación del jugo de azúcar mejor será el azúcar final (es decir, más blanca) . La coagulación de las impurezas eh esta corriente es muy importante para obtener un buen producto final. Después de la etapa de clarificación toma lugar la etapa de evaporación. Cualquier impureza presente causante de problemas de color en el líquido también se concentra en la misma proporción como lo hace el jugo de azúcar. En esta etapa suelen obtenerse niveles de color de hasta 6000 hasta 10000 ICUMSA unidades de color.
Como tales, una gran cantidad de molinos de azúcar clarificarán el jarabe de azúcar después de la etapa de evaporación. Este proceso se lleva a cabo por lo común por pre-coagulación del jarabe de azúcar y haciendo pasar este a través de un sistema de flotación. Si se utiliza ácido fosfórico como la fuente de fosfato en el paso de pre-coagulación, se utiliza sacarato calcico o de calcio para neutralizar éste y mantener el pH del jarabe de azúcar en el intervalo neutro para evitar inversión del azúcar. Este paso de neutralización puede ser una operación complicada debido al contenido de sólidos. El jarabe de azúcar puede tener 60 hasta 70% de contenido de sólidos y estos pueden depositarse sobre los electrodos del medidor de pH reduciendo su sensibilidad y causando variaciones en el pH. Estas variaciones en el pH pueden causar que el color del jarabe clarificado sea mayor que antes del paso de clarificación. Esto compromete substancialmente la calidad del azúcar final. Surgen complicaciones adicionales debido a la alta concentración del jarabe de azúcar. Esta alta concentración hace que la disolución 'del calcio sea lenta y el ajuste de pH tomará más tiempo. Esta respuesta lenta causará una sobrealimentación del sacarato de calcio que a su vez causará un aumento del pH a niveles diferentes del correcto y conducirá a un alto color y alto contenido de cenizas en el producto azúcar final. Los presentes inventores han descubierto que es posible eliminar estos problemas mediante el uso de productos neutros a base de fosfato que eliminan el paso de neutralización del jarabe. En consecuencia, el proceso de fabricación de azúcar se hace más eficiente y se eliminan las instalaciones de campo necesarias para las neutralizaciones .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DÉ LA INVENCIÓN La presente invención es un proceso mejorado para pre-coagular jarabe de azúcar durante la producción de azúcar blanca. El proceso consiste en adicionar al jarabe de azúcar durante su pre-coagulación en un sistema de flotación una cantidad clarificadora eficaz de un compuesto neutro a base de fosfato. El proceso de la inventiva toma lugar en un sistema de flotación después de la evaporación del jarabe de azúcar. El jarabe de azúcar pasa al sistema de flotación donde el jarabe de azúcar se coagula o pre-coagula antes de que el jarabe pase a la fase de cristalización del proceso de producción de azúcar blanca. Después de la evaporación del jarabe de azúcar, el jarabe se hace más concentrado, como también el nivel relativo de impurezas presentes en éste. Este jarabe pasa a lo largo de un dispositivo de flotación donde se adiciona un coagulante. En el proceso de la presente invención, se adiciona un polímero floculante al jarabe de azúcar así como el compuesto fuente de fosfato neutro. El jarabe que contiene el polímero y el compuesto fosfato neutro se deja asentar en el dispositivo de flotación donde las impurezas en el jarabe pueden separarse del jarabe de azúcar. El jarabe clarificado entonces pasa a la siguiente etapa para evaporación adicional. Para los propósitos de la presente invención, el compuesto a base de fosfato neutro puede ser un compuesto que contenga fosfato, soluble en agua que no disminuya substancialmente (es decir, > 0.5 unidades de pH) el pH del jarabe de azúcar. Los compuestos de fosfato representativos incluyen, pero no se limitan a, las sales de halógeno como puede ser tricloruro de fósforo; tripolifosfatos, pirofosfatos, hexametafosfatos y fosfatos trisódicos. Cualquier sal de fosfato que sea soluble en agua y no disminuya substancialmente el pH del jarabe de azúcar se espera que esté dentro del alcance de esta invención. de preferencia, el compuesto a base de fosfato es tripolifosfato de sodio grado alimenticio como los que están a la disposición en el comercio de Monsanto como NUTRIPHOS 0-88 y Albright y ilson como ALBRIPHOS 50F. El polímero que se utiliza como floculante puede ser cualquiera de los que se utilizan en la actualidad en la industria fabricadora de azúcar, como pueden ser los polímeros aniónicos. Estos podrían incluir homopolímeros o copolímeros de cuando menos uno de los siguientes monómeros aniónicos: ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maléico o anhídrido maléico, ácido fumárico o anhídrido fumárico y acrilamido metilpropansulfonato (AMPS®, disponible de Lubrizol) . Los polímeros aniónicos también pueden contener monómeros neutros como acrilamida, metacrilamida, metacrilato y etilacrilato. Para propósitos de la presente invención, la frase "cantidad clarificadora eficaz" se define como aquella cantidad del compuesto a base de fosfato neutro que cuando se adiciona al sistema de flotación ayudará a clarificar el jarabe de azúcar. De preferencia, esta abarca desde aproximadamente 100 partes de la composición hasta aproximadamente 200 partes por partes por millón del jarabe de azúcar en el sistema de flotación. De preferencia, el compuesto a base de fosfato neutro se adiciona al jarabe de azúcar antes de su llegada al sistema de flotación, pero también puede ser adicionada directamente al jarabe en el sistema de flotación.
La invención ahora será descrita con referencia a diferentes ejemplos específicos, ninguno de los cuales debe ser considerado como limitante del alcance de la invención.
Ejemplos
Se realizó las pruebas para medir la reducción de calcio utilizando fuentes de fosfato neutro en comparación con ácido fosfórico. 100 ml de jarabe de azúcar fueron transferidos a un vaso de precipitados de
500 ml. El jarabe tuvo una densidad de 1.085 g/cm3, un índice brix de 21.5, un número original ICUMSA IV de 9182 y un pH de 5.0. La temperatura del dispositivo de prueba de sacarosa fue primero ajustada a 85°C y se mezcló fuertemente durante aproximadamente 5 minutos. Luego el jarabe fue transferido' al tubo graduado para la prueba de azúcar mientras se adicionaba al mismo tiempo la solución del polímero aniónico. Luego se tapó el tubo y se comenzó la agitación y la inyección de aire a 65 hasta 70 rpm por un minuto. Se observó el tamaño de las escamas formadas y la velocidad de flotación. Después de 20 minutos, se tomó una muestra y se diluyó a 10° brix. Esta muestra fue filtrada a través de una membrana Millipore de 47 µ en vacío. A 420 nm de longitud de onda se midió la absorbancia y la transmitancia de la muestra filtrada. El color ICUMSA IV se calcula utilizando la fórmula:
Absorbancia x 1000 Color ICUMSA IV = Brix/100 x densidad x ancho de la cubeta
donde: Densidad = densidad de la muestra de jarabe diluida, filtrada Brix = brix de la muestra de jarabe diluida y filtrada Ancho de la cubeta = 1.0 cm
Los resultados de esta prueba se presentan en la Tabla I. A mayor por ciento de transmitancia mejor la clarificación del jarabe.
TABLA I
Prueba de sacarosa a 85°C, pH 6.5 Concentración de la solución del polímero aniónico 0.05% Concentración de la solución del pre-coagulante 10.0%
Tratamiento A es H3P04 Tratamiento B es tripolifosfato de sodio (SPP) al 100%
Tratamiento C es copolímero DMA-EPI al 20% y STP al 10% en agua Tratamiento D es poliacrilamida (?) * no se midió Como se demuestra en la Tabla I, el uso del compuesto a base de fosfato neutro clarificó el jarabe de azúcar tan bien como la solución de ácido fosfórico. El uso de sacarato de calcio también se elimina reduciendo el costo de las sustancias químicas totales que se emplean. Aunque esta invención se ha descrito con respecto a las modalidades particulares de la misma, es evidente que numerosas formas y modificaciones de esta invención serán obvias para los expertos en la técnica. Las cláusulas anexas y esta invención generalmente deben ser consideradas para cubrir todas ' estas formas y modificaciones obvias que están dentro del verdadero espíritu y alcance de la presente invención.
Claims (17)
1. Un proceso para clarificar jarabe de azúcar durante una operación de fabricación de azúcar consiste en adicionar al jarabe una cantidad clarificadora eficaz de cuando menos uno de los tripolifosfatos, pirofosfatos y hexametafosfatos solubles en agua.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el jarabe está en un sistema de flotación de la operación de fabricación de azúcar.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el sistema de flotación sigue inmediatamente a un sistema de evaporación en la operación de fabricación de azúcar.
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cuando menos uno de los siguientes : tripolifosfatos, pirofosfatos y hexametafosfatos solubles en agua consiste en un tripolifosfato soluble en agua.
5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cuando menos un tripolifosfato soluble en agua consiste en tripolifosfato de sodio.
6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cuando menos uno de los siguientes: tripolifosfatos, pirofosfatos y hexametafosfatos solubles en agua consiste en cuando menos un pirofosfato soluble en agua .
7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cuando menos uno de los siguientes: tripolifosfatos, pirofosfatos y hexametafosfatos solubles en agua consiste en cuando menos un hexametafosfato soluble en agua.
8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, además comprende la adición de un polímero aniónico al jarabe.
9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el polímero aniónico comprende los homopolímeros y copolímeros de cuando menos uno de los monómeros aniónicos de cuando menos uno de los siguientes: ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maléico o anhídrido maléico, ácido fumárico o anhídrido fumárico y acrilamido metil propano sulfonato.
10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el polímero aniónico se adiciona después de la adición de cuando menos uno de los tripolifosfatos, pirofosfatos y hexametafosfatos solubles en agua.
11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el polímero aniónico comprende los homopolímeros y copolímeros de cuando menos uno de los monómeros aniónicos de cuando menos uno de los siguientes: ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maléico o anhídrido maléico, ácido fumárico o anhídrido fumárico y acrilamido metil propano sulfonato.
12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cuando menos uno de los tripolifosfatos, pirofosfatos y hexametafosfatos solubles en agua se adiciona al jarabe en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 100 partes hasta aproximadamente 200 partes por millón del jarabe.
13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el cuando menos uno de los tripolifosfatos, pirofosfatos y hexametafosfatos solubles en agua se adiciona al jarabe en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 100 partes hasta aproximadamente 200 partes por millón del jarabe.
14. Un proceso para clarificar jarabe de azúcar durante una operación de fabricación de azúcar consiste en adicionar al jarabe, en un sistema de flotación de la operación de fabricación de azúcar, una cantidad eficaz para el aclaramiento de cuando menos un compuesto soluble en agua que no disminuirá substancialmente el pH del jarabe, el cuando menos un compuesto soluble en agua comprende cuando menos un tripolifosfato, pirofosfato o hexametafosfato, y la adición de cuando menos un polímero aniónico al jarabe después de la adición del cuando menos un compuesto soluble en agua.
15. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el cuando menos un tripolifosfato, pirofosfato o hexametafosfato soluble en agua se adiciona al jarabe en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 100 partes hasta 200 parte por millón del jarabe.
16. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el cuando menos uno de los tripolifosfatos, pirofosfatos o hexametafosfatos solubles en agua consiste en cuando menos un tripolifosf to soluble en agua.
17. El proceso de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el cuando menos uno de los tripolifosfato, soluble en agua consiste en cuando menos un tripolifosfato de sodio.
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