Opis patentowy opublikowano: 15.05.1980 106929 CZYTELNIA Ur^du Pote*!o«ego Int. Cl.2 C13J 1/04 Twórcy wynalazku: Krzysztof Dals, Andrzej Kubasiewicz, Witold Le- kawski Uprawniony z patentu: Przedsiebiorstwo Projektowania i Dostaw Kom¬ pletnych Obiektów Przemyslowych „Chemadex", Warszawa (Polska) Sposób otrzymywania cukru z melasu Dziedzina techniki: Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu ciaglego odcukrzania melasu otrzymywa¬ nego przy produkcji cukru przez stracanie zawartej w melasie sacharozy za pomoca niegaszonego wap¬ na. Stan techniki. Znane sa sposoby odcukrzania melasu, w których melas rozciencza sie woda az do osiagniecia zawartosci cukru okolo 7 do 8°/o a nastepnie miesza sie z rozpylonym wapnem nie¬ gaszonym, zapewniajac jednoczesnie utrzymywa¬ nie tej mieszaniny w obszarze dostatecznie niskich temperatur pomiedzy 10°" a 20°C. Zachodzi wów¬ czas stracanie sie osadu zawierajacego trudnoroz- puszczalny cukrzan trójwapniowy oraz pewien nadmiar wapna. Osad ten, zawierajacy znaczna ilosc stosunkowo czystej sacharozy, zostaje w ni¬ skiej temperaturze odfiltrowany a nastepnie w po¬ staci mleka wapiennego kierowany do stacji oczy¬ szczania soku dyfuzyjnego cukrowni w celu dal¬ szej przeróbki.Jednym z warunków niezbednych dla sprawnego przeprowadzenia tego procesu jest utrzymywanie temperatury mieszaniny reakcyjnej, zarówno w toku stracania osadu jak i pózniejszej jego fil¬ tracji na dostatecznie niskim poziomie. Zbyt wy¬ soka temperatura obu tych operacji powoduje bo¬ wiem wzrost rozpuszczalnosci cukrzanu trójwap¬ niowego i zwiazane z tym straty cukru w odfil¬ trowanym od osadu roztworze macierzystym.Jednoczesnie równiez wzrasta ilosc wapna, jaka 30 10 15 20 25 niezbedna jest dla skutecznego stracenia sacha¬ rozy. Ponadto, pogarsza sie struktura i stabilnosc tego osadu. Ostatnio wymienione czynniki utrud¬ niaja filtracje i przemywanie osadu, sprzyjajac za¬ trzymywaniu w nim pewnej ilosci roztworu, co zanieczyszcza osad niecukrami i utrudnia dalsza jego przeróbke w cukrowni. Dla unikniecia tych niekorzystnych zjawisk stosuje sie rózne rozwia¬ zania, zapobiegajace nadmiernemu wzrostowi tem¬ peratury mieszaniny reakcyjnej. W szczególnosci znany jest sposób w którym rozcienczony woda melas wprowadzany jest do aparatu reakcyjnego wyposazonego w chlodnice przeponowa, w którym prowadzi sie stracanie osadu cukrzanowego.Odpowiednie urzadzenia cyrkulacyjne w sposób periodyczny lub ciagly przetlaczaja mieszanine reakcyjna przez chlodnice, gdzie nastepuje ode¬ branie wywiazujacego sie w tym procesie ciepla reakcji. W sposobie tym wapno dodawane jest do mieszaniny reakcyjnej stopniowo malymi porcjami lub nawet w sposób ciagly, jednakze w bardzo powolnym tempie, tak, aby umozliwic utrzymanie temperatury reakcji na pozadanym, mozliwie ni¬ skim poziomie. Stosowane przy tym sposobie prze¬ ponowe chlodzenie mieszaniny reakcyjnej powo¬ duje powstawanie licznych niedogodnosci, zwiaza¬ nych z szybkim zarastaniem powierzchni wymiany ciepla trwalymi osadami soli wapniowych o niskiej przewodnosci cieplnej, co szybko obniza i tak sto¬ sunkowo niewielka szybkosc schladzania miesza- 106 929106 929 niny reakcyjnej, powodujaca koniecznosc stosunko¬ wo powolnego prowadzenia procesu reakcji.Znany jest równiez sposób, w którym melas roz¬ cienczony wada o«i|bia sie do tak niskiej tempe¬ ratur^! -feS tts^pil wymrozenie czesci zawartej w nim wody. Do rlwstalej w ten sposób miesza¬ nina lodu i cieklegl roztworu wprowadza sie nie- fasi^n^ ^iapi^ó^ PQ,vuodujac stracenie osadu cukrza- nirwugu.' Wy wiazujaue sie przy tym cieplo reakcji zostaje w znacznym stopniu zuzyte na stopienie za¬ wartego w mieszaninie reakcyjnej lodu, co w efek¬ cie zapobiega nadmiernemu wzrostowi jej tempe¬ ratury. Sposób ten, eliminujac koniecznosc prze¬ ponowego chlodzenia mieszaniny reakcyjnej powo¬ duje z kolei trudnosci zwiazane z technicznym roz¬ wiazaniem wymrazania wody z rozcienczonego me- Iasu wprost w reaktorze i uniemozliwia a przynaj¬ mniej znacznie komplikuje prowadzenie tego pro¬ cesu w sposób ciagly. Ponadto, w znanych sposo¬ bach powstaja znaczne ilosci wysoce rozcienczo¬ nych scieków. Scieki te, ze wzgledu na zawartosc pewnych uzytecznych skladników a takze z uwagi na ich szkodliwy dla srodowiska naturalnego cha¬ rakter wymacaja dalszej, wysoce pracochlonnej i kosztownej utylizacji.Zadaniem wynalazku jest stworzenie prostego i skutecznego sposobu chlodzenia reaktora przy jed¬ noczesnym uzyskaniu znacznego zatezenia scie¬ ków.Istota wynalazku: Celem wynalazku jest opraco¬ wanie nowej metody chlodzenia reaktora w któ¬ rym zachodzi reakcja rozcienczonego melasu z wapnem przy jednoczesnym uzyskaniu zageszcze¬ nia, otrzymanego po odfiltrowaniu i przemyciu o- sadu cukrzanowego, roztworu macierzystego.Zgodnie z wynalazkiem, do reaktora, w którym prowadzona jest reakcja doprowadza sie w spo¬ sób ciacly melas oraz niegaszone wapno a takze krysztalki lodu, przy czym lód wprowadza sie do reaktora korzystnie w poblizu krócca doplywowe¬ go melasu. Mozliwe jest równiez doprowadzanie krysztalków lodu bezposrednio do krócca doply¬ wowego melasu. Najbardziej korzystnym jest przy tym zgodnie z wynalazkiem doprowadzanie krysz¬ talków lodu w postaci ich zawiesiny w wodzie.Krysztalki lodu uzyskiwane sa przez wymrazanie z roztworu macierzystego, otrzymanego po odfil¬ trowaniu i przemyciu osadu cukrzanowego przez doprowadzenie do roztworu macierzystego odpo¬ wiedniej ilosci plynu niskowrzacego, na przyklad cieklego butanu, co powoduje zamarzniecie znacz¬ nej czesci zawartej w roztworze macierzystym wo¬ dy. Otrzymane w ten sposób krysztalki lodu zosta¬ ja w znany sposób oddzielone od roztworu macie¬ rzystego, po czym po przemyciu mala iloscia wo¬ dy sa zgodnie z wynalazkiem wprowadzane do re¬ aktora. W ten sposób, w przeciwienstwie do zna¬ nych sposobów uzyskuje sie w reaktorze mieszani¬ ne melasu z krysztalkami lodu nie w wyniku ozie¬ biania w reaktorze roztworu melasu ale w wyni¬ ku mieszania nierozcienczpnego jeszcze melasu z doprowadzonym z zewnatrz lodem. Zageszczony przez wymrozenie czesci wody roztwór macierzysty zostaje jako odciek odprowadzony do dalszej uty¬ lizacji.Jednoczesnie, do reaktora w znany ciagly sposób doprowadzany jest pyl wapna niegaszonego. Obec¬ nosc znacznej ilosci lodu w mieszaninie reakcyjnej zapobiega niekorzystnemu wzrostowi jej tempera- • tury, poniewaz cale cieplo reakcji obrócone jest na topienie lodu, wchodzacego w sklad mieszaniny, przy czym otrzymana w wyniku stopienia lodu wo¬ da jest wykorzystana do rozcienczenia melasu do pozadanego stezenia. Poniewaz w sposobie wedlug 10 wynalazku mozliwe jest otrzymanie znacznie lep¬ szego stosunku ilosci calej mieszaniny reakcyjnej do ilosci zawartego w niej lodu, mozliwe jest u- trzymanie temperatury reakcji w granicach od 1° do 12°C, a wiec w najkorzystniejszym dla pro- w wadzenia reakcji zakresie.Otrzymany w wyniku prowadzenia procesu we¬ dlug wynalazku osad zostaje w niskiej tempera¬ turze odfiltrowany od roztworu macierzystego a nastepnie w postaci mleka wapiennego zostaje &• skierowany do stacji oczyszczania soku dyfuzyjne¬ go do dalszej przeróbki, w trakcie której odzyskuje sie w znany sposób zawarty w osadzie cukier.Dzieki przeprowadzeniu procesu w niskiej tempe¬ raturze i zachowaniu tej temperatury w calej ma¬ sa sie mieszaniny reakcyjnej mozliwe jest zachowa¬ nie bardzo wysokiej zawartosci cukru w osadzie cukrzanowym a ponadto znaczne zmniejszenie ilo¬ sci wapna, potrzebnego do przeprowadzenia pro¬ cesu w porównaniu z innymi znanymi procesami.M Ponadto, prowadzenie procesu wedlug wynalazku pozwala na znaczne uproszczenie aparatury w wy¬ niku rezygnacji ze stosowania chlodnic przepo¬ nowych do chlodzenia znajdujacej sie w reakto¬ rze mieszaniny reakcyjnej. w W wyniku zastosowania wymrazania czesci wody w roztworze macierzystym otrzymuje sie znaczne zatezenie pozostalych po odfiltrowaniu roztworu odcieków pofiltracyjnych przy jednoczesnym zwiekszeniu ich koncentracji co ulatwia ich póz- O niejsza utylizacje przy jednoczesnym zmniejszeniu zuzycia swiezej wody do rozcienczania melasu.Przyklad wykonania wynalazku: Do reaktora do¬ prowadzany jest w sposób ciagly strumien melasu w ilosci 4200 kg/godzine przy czym melas odpo- « wiada nastepujacym parametrom: udzial suchej substancji 80% Bx, udzial cukru CK 50% i tem¬ peratura 50°C. Do reaktora równiez w sposób cia¬ gly doprowadzane jest wapno niegaszone w posta¬ ci roztworu wodnego o udziale wapna 90%, udzia- bo le wapna aktywnego 78% i temperaturze roztwo¬ ru 25% w ilosci 3733 kg/godzine.Jak wykazaly obliczenia i doswiadczenie, dla u- zyskania wlasciwej temperatury reakcji w grani¬ cach od 0° do 12°C nalezy w sposobie wedlug wy- 53 nalazku doprowadzic do reaktora z zewnatrz w sposób ciagly mieszanine 11237 kg/godzine krysz¬ talków lodu zmieszanych z 2809 kg/godzine wo¬ dy, przy czym doprowadzany lód korzystnie pocho¬ dzi z wymrazania znanym ciaglym sposobem przez w doprowadzanie cieczy niskowrzacej do wody, za¬ wartej w roztworze macierzystym, pozostalym po odfiltrowaniu i przemyciu otrzymanego w reakto¬ rze osadu cukrzanowego.W opisywanym przykladzie zamiast okolo 14 ton/ « /godzine swietej wody, potrzebnej do rozciencze-106 929 nia melasu, zuzywa sie jedynie okolo 3 ton/godzi¬ ne swiezej wody, pozostala ilosc wody doprowa¬ dzajac w postaci lodu, przy czym te sama ilosc wody, to jest okolo 11 ton/godzine odbiera sie przez wymrazanie z odcieków pofiltracyjnych, powodu¬ jac ich znaczne zatezenie. PL