RU2010861C1 - Process for producing diffusion juice from sugar beet - Google Patents

Process for producing diffusion juice from sugar beet Download PDF

Info

Publication number
RU2010861C1
RU2010861C1 SU5054791A RU2010861C1 RU 2010861 C1 RU2010861 C1 RU 2010861C1 SU 5054791 A SU5054791 A SU 5054791A RU 2010861 C1 RU2010861 C1 RU 2010861C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chips
catholyte
beet
sugar
amount
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.П. Кошевой
Е.Г. Степанова
Original Assignee
Краснодарский политехнический институт
Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Научно-производственного объединения "Краснодарсахар"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Краснодарский политехнический институт, Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Научно-производственного объединения "Краснодарсахар" filed Critical Краснодарский политехнический институт
Priority to SU5054791 priority Critical patent/RU2010861C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2010861C1 publication Critical patent/RU2010861C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: sugar industry. SUBSTANCE: new process for producing diffusion juice from sugar beet included steps of comminuting sugar beet tubers to chip size, scalding chips prior to extraction with the use of catholyte and live saturated steam and extracting sugar from beet chips. Extractant taken in amount of 20 to 30 % by mass of sugar beet was added with either sulfate or chloride of polyvalent metals taken in amount of 0.01 to 0.03 % by mass of sugar beet and electrical activation was conducted in diaphragm electrolyzer cathode chamber until catholyte pH value reached point within 5.0 to 5.5 and redox potential fell within range of -800 to -1,000 mV. Entire mass of beet chips was simultaneously scalded by live saturated steam having temperature between 80 and 82 C at pressure of 45 to 47 kPa and taken in amount of 10 to 15 % by mass of sugar beet and heated catholyte. EFFECT: higher yield of end product. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения диффузионного сока из сахарной свеклы и может быть использовано в условиях свеклосахарного производства. The invention relates to methods for producing diffusion juice from sugar beets and can be used in conditions of sugar beet production.

Известен способ получения диффузионного сока с малым содержанием коллоидов при экстракции сахарной свеклы, предусматривающий добавление к экстрагенту с рН 5,0-6,5, или в экстракционные аппараты ионов щелочно-земельных или других многовалентных металлов, предпочтительно кальция или стронция, в форме растворимых или труднорастворимых неорганических или органических солей в количестве не менее 0,001 кг на 100 кг свеклы [1] . A known method of producing diffusion juice with a low colloid content in the extraction of sugar beets, comprising adding alkaline earth or other multivalent metals, preferably calcium or strontium, to the extractant with ions of alkaline earth or other multivalent metals, in the form of soluble or sparingly soluble inorganic or organic salts in an amount of not less than 0.001 kg per 100 kg of beet [1].

Недостатком этого способа является необходимость предварительного подкисления экстракционной жидкости с помощью химических реагентов (например, кислот, сернокислого глинозема и т. п. ) до рН 5,0-6,5, а затем небольшого подщелачивания ионами щелочно-земельных металлов, что требует значительного расхода химических реагентов при подготовке экстрагента, а также невысокая доброкачественность диффузионного сока и значительные потери сахара при экстрагировании за счет деятельности микроорганизмов. The disadvantage of this method is the need for preliminary acidification of the extraction liquid with the help of chemical reagents (for example, acids, alumina sulfate, etc.) to a pH of 5.0-6.5, and then a slight alkalization with alkaline earth metal ions, which requires a significant consumption chemicals in the preparation of the extractant, as well as the low quality of diffusion juice and significant loss of sugar during extraction due to the activity of microorganisms.

Известен способ получения диффузионного сока, предусматривающий добавление к свекловичной стружке соединения магния, преимущественно MgO или 4 MgCO3 .Mg(OH)2 .2О в количестве 0,08 г Mg2+ на 100 г стружки, с последующей ее экстракцией подкисленной до рН 5,8-6,2 водой [2] .A known method of producing diffusion juice, comprising adding to the beet chips, a magnesium compound, mainly MgO or 4 MgCO 3 . Mg (OH) 2 . 4H 2 O in an amount of 0.08 g Mg 2+ per 100 g of chips, followed by its extraction with water acidified to pH 5.8-6.2 [2].

Для реализации указанного способа требуется большой расход дорогостоящего реагента - магния, что для завода суточной производительности 3,0 тыс. т переработки свеклы составит 240 т в сутки. Кроме того, за счет жизнедеятельности гидрофильных и термофильных микроорганизмов в диффузионном аппарате происходят большие потери сахара и получают диффузионный сок низкой доброкачественности и значительным содержанием коллоидных веществ и высокомолекулярных соединений. To implement this method, a large consumption of an expensive reagent is required - magnesium, which for a plant with a daily productivity of 3.0 thousand tons of beet processing will be 240 tons per day. In addition, due to the vital activity of hydrophilic and thermophilic microorganisms, large sugar losses occur in the diffusion apparatus and receive diffusion juice of low quality and a significant content of colloidal substances and high molecular weight compounds.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ получения диффузионного сока из сахарной свеклы, предусматривающий измельчение последней в стружку, ошпаривание стружки перед экстрагированием насыщенным паром с температурой 101оС и давлением 0105 МПа в течение 20 с и экстрагирование сахара из стружки [3] .The closest technical solution to the proposed method for producing a raw juice from sugar cane comprising crushing the latter into chips, the chips before extraction scalding saturated steam with a temperature of 101 C and a pressure of 0105 MPa for 20 seconds and extraction of sugar chip [3].

Несмотря на достижение денатурации протоплазмы свекловичных клеток в известном способе имеются следующие существенные недостатки: не обеспечивается полнота извлечения сахара из свеклы; происходит переход большого количества несахаров, что снижает доброкачественность диффузионного сока; помимо ошпаривания не производится дополнительная антисептическая обработка свекловичной стружки, что ухудшает микробиологическую обстановку в аппарате и ведет к увеличению потерь сахара при экстрагировании; ошпаривание паром высоких потенциалов приводит к некоторому ухудшению физико-механических свойств свекловичной стружки (снижению модуля упругости), что усложняет условия экстрагирования сахара и отражается на качественных показателях полученного диффузионного сока. Despite the achievement of denaturation of the protoplasm of beet cells in the known method, there are the following significant disadvantages: the completeness of sugar extraction from beets is not ensured; there is a transition of a large number of non-sugars, which reduces the benign quality of diffusion juice; in addition to scalding, additional antiseptic processing of beet chips is not performed, which worsens the microbiological situation in the apparatus and leads to an increase in sugar losses during extraction; scalding with steam of high potentials leads to some deterioration in the physical and mechanical properties of beet chips (a decrease in the elastic modulus), which complicates the conditions for sugar extraction and affects the quality indicators of the obtained diffusion juice.

Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств свекловичной стружки, повышение доброкачественности диффузионного сока и уменьшение потерь сахара при экстрагировании. The aim of the invention is to improve the physico-mechanical properties of beet chips, increase the benign quality of diffusion juice and reduce sugar loss during extraction.

Для достижения этой цели в предложенном способе получения диффузионного сока из сахарной свеклы, предусматривающем измельчение ее в стружку, ошпаривание стружки паром и экстракцию стружки экстрагентом, отбирают часть экстрагента в количестве 20-30% к массе свеклы и добавляют в него соль сульфат или хлорид поливалентного металла в количестве 0,01-0,03% к массе свеклы, затем это количество экстрагента электроактивируют в катодной камере диафрагменного электролизера до достижения рН католита 5,0-5,5 и редокс-потенциала от - 800 до -1100 мВ, нагревают до 78-80оС и направляют на ошпаривание свекловичной стружки, при этом ошпаривание стружки экстрагентом и паром осуществляют одновременно, причем используют острый насыщенный пар с температурой 80-82оС и давлением 45-47 КПа в количестве 10-15% к массе свеклы.To achieve this, in the proposed method for producing diffusion juice from sugar beet, which involves crushing it into chips, scalding the chips with steam and extracting the chips with an extractant, a portion of the extractant is selected in an amount of 20-30% by weight of the beets and a polyvalent metal sulfate or chloride is added to it. in an amount of 0.01-0.03% by weight of beets, then this amount of extractant is electroactivated in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer until the catholyte pH is 5.0-5.5 and the redox potential is from -800 to -1100 mV, heated to 78-80 ° C and fed to scalding cossettes, wherein the scalding chip extractant and steam is carried out simultaneously, using a sharp saturated steam at 80-82 ° C and 45-47 kPa pressure in an amount of 10-15% by weight of beet.

На чертеже показана технологическая схема. The drawing shows a flow chart.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Экстрагент (барометрическую воду) в количестве 20-30% к массе свеклы смешивают с солью сульфата или хлорида поливалентного металла в количестве 0,01-0,03% к массе свеклы в сборнике исходной питательной воды 1. Возможно использование следующих солей: сульфат алюминия, сульфат железа, сульфат магния, сульфат меди, хлорид кальция. Солевой раствор направляют в катодную камеру диафрагменного электролизера 2. Последний представляет собой емкость, разделенную непроницаемой для молекул мембраной (например, брезентом) на две камеры: основную - катодную и вспомогательную - анодную. Вспомогательная камера имеет емкость, составляющую одну треть емкости основной, или рабочей камеры, заполняется аналогичным солевым раствором и служит для замыкания электрического контакта между электродами и выноса кислорода, выделяющегося на аноде. После электрохимической активации выходящий из катодной камеры электролизера католит с параметрами рН 5,0-5,5 и Eh -(800-1100) мВ отбирают, а анолит может быть направлен на повторное использование или на технологические нужды сахарного завода (например, для умягчения питательной воды котельных агрегатов или дезинфекцию технологического оборудования). Выходящий из катодной камеры электролизера католит с температурой 18-20оС нагревают до 78-80оС в подогревателе 3, а затем направляют в ошпариватель свекловичной стружки 4. В ошпаривателе католит распыляют форсунками равномерно по всей площади. Одновременно в ошпариватель также в дисперсном виде подают и острый пар с температурой 80-82оС и давлением 45-47 кПа в количестве 10-15% к массе свеклы. Прошедшую бактерицидную обработку, ошпаренную в течение 20 с, свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат 5 для проведения экстрагирования.Extractant (barometric water) in an amount of 20-30% by weight of beets is mixed with a salt of sulfate or chloride of a polyvalent metal in an amount of 0.01-0.03% by weight of beets in a collection of feed water 1. The following salts can be used: aluminum sulfate, ferrous sulfate, magnesium sulfate, copper sulfate, calcium chloride. The saline solution is sent to the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer 2. The latter is a container divided by a membrane impervious to molecules (for example, tarpaulin) into two chambers: the main one is the cathode one and the auxiliary one is the anode one. The auxiliary chamber has a capacity of one third of the capacity of the main, or working chamber, is filled with a similar saline solution and serves to close the electrical contact between the electrodes and the oxygen that is released at the anode. After electrochemical activation, the catholyte leaving the cathode chamber of the electrolytic cell with pH parameters of 5.0-5.5 and Eh - (800-1100) mV is selected, and the anolyte can be sent for reuse or for technological needs of a sugar factory (for example, to soften the nutritional water of boiler units or disinfection of technological equipment). The effluent from the cathode chamber the catholyte electrolysis with a temperature of 18-20 ° C is heated to 78-80 ° C in preheater 3 and then fed to a hydrator cossettes in hydrator 4. catholyte nozzles sprayed uniformly over the entire area. Simultaneously in the hydrator in particulate form is fed with live steam and a temperature of 80-82 ° C and 45-47 kPa pressure in an amount of 10-15% by weight of beet. The last bactericidal treatment scalded for 20 s, the beet chips are sent to a diffusion apparatus 5 for extraction.

Обработка стружки частью экстрагента - 20-30% к массе свеклы и 10-15% к массе свеклы пара необходима и достаточна для смачивания поверхности и заполнения порового объема. Пропитка стружки жидкостью с активными адсорбционными, бактерицидными и коагулирующими свойствами, а также повышенной селективностью растворения и экстрагирования сахара позволяет создать условия для увеличения коэффициента молекулярной диффузии, интенсифицировать процесс экстрагирования и за счет этого увеличить доброкачественность диффузионного сока, снизить потери сахара в коме и в диффузионном аппарате. Chip treatment with a part of the extractant - 20-30% by weight of beets and 10-15% by weight of beets of steam is necessary and sufficient to wet the surface and fill the pore volume. Impregnation of chips with a liquid with active adsorption, bactericidal and coagulating properties, as well as increased selectivity for dissolving and extracting sugar, allows creating conditions for increasing the molecular diffusion coefficient, intensifying the extraction process and thereby increasing the quality of diffusion juice, and reducing sugar loss in a coma and in a diffusion apparatus .

Добавление к экстрагенту сульфатов или хлоридов солей поливалентных металлов легко проводить электрический ток в процессе электрохимической активации (ЭХА) за счет увеличения электропроводности водных солевых растворов по сравнению с электропроводностью воды. Кроме того, указанные соли благоприятно влияют на технологические показатели диффузионного сока - его доброкачественность и седиментационно-фильтрационные характеристики. Adding sulfates or chlorides of salts of polyvalent metals to the extractant is easy to conduct an electric current in the process of electrochemical activation (ECA) by increasing the electrical conductivity of aqueous salt solutions compared to the electrical conductivity of water. In addition, these salts favorably affect the technological parameters of diffusion juice - its good quality and sedimentation-filtration characteristics.

Малые концентрации солей (0,01-0,03% к массе свеклы) существенно влияют на кинетику взаимодействия присутствующих в растворе католита веществ, обуславливая феномен сохранения в течение нескольких часов после проведения ЭХА повышенной растворяющей и экстрагирующей способности католита, а также его адсорбционных, бактерицидных и коагулирующих свойств. Подобные характеристики невозможно достичь путем использования химических реагентов или электрокоагуляции. В результате ЭХА слабоконцентрированных растворов присутствующие в нем ионы и молекулы вследствие своей подвижности приобретают повышенную потенциальную энергию и каталитическую активность. Такие концентрации солей в растворе экстрагента обеспечивают в результате проведения ЭХА в течение 5-20 мин достижение заданных значений редокс-потенциала, обуславливающего повышенную активность католита. Превышение указанных концентраций приводит к снижению подвижности молекул воды и ионов присутствующих металлов и примесей, что способствует, с одной стороны, снижению реакционной способности католита и не обеспечивает достижение необходимых значений Eh = - (800-1100) мВ, а следовательно, и высоких технологических параметров диффузионного сока, а с другой, требует более длительного электрохимического воздействия, что отражается на энергозатратах при подготовке экстрагента. Low salt concentrations (0.01-0.03% by weight of beets) significantly affect the kinetics of the interaction of the substances present in the catholyte solution, causing the phenomenon of preservation for several hours after ECA of the increased dissolving and extracting ability of catholyte, as well as its adsorption, bactericidal and coagulating properties. Such characteristics cannot be achieved through the use of chemicals or electrocoagulation. As a result of ECA of weakly concentrated solutions, the ions and molecules present in it, due to their mobility, acquire increased potential energy and catalytic activity. Such concentrations of salts in the extractant solution provide, as a result of ECA for 5-20 min, the achievement of the specified values of the redox potential, which leads to increased activity of catholyte. Exceeding the indicated concentrations leads to a decrease in the mobility of water molecules and ions of metals and impurities present, which contributes, on the one hand, to a decrease in the reactivity of catholyte and does not ensure the achievement of the required values of Eh = - (800-1100) mV, and therefore high technological parameters diffusion juice, on the other hand, requires a longer electrochemical effect, which affects the energy consumption in the preparation of the extractant.

Наиболее существенные изменения физико-химических свойств экстрагента происходят в катодной камере диафрагменного электролизера в процессе ЭХА. Образующийся в результате ЭХА католит состоит из большой группы сложных химических соединений. Получение католита сопровождается различными электрохимическими реакциями, среди которых основной является разложение воды:
2 H2O + 2

Figure 00000001
-> H2 + 2 OH-
В свою очередь, при взаимодействии ионов металлов с растворенным водородом образуются высокоактивные гидриды. Например,
Са + Н2 -> СаН2
Гидроксид-ион может существовать в воде как в свободном виде, тогда при соединении с ионами металлов образуются гидроксиды, такие как Са(ОН)2, Сu(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Al(ОН)3, так и в виде гидратированных частиц состава Н3О2 -, Н5О3 -, Н7О5 -, Н9О7 - с различной реакционной способностью.The most significant changes in the physicochemical properties of the extractant occur in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer during ECA. The catholyte resulting from ECA consists of a large group of complex chemical compounds. The preparation of catholyte is accompanied by various electrochemical reactions, among which the main one is the decomposition of water:
2 H 2 O + 2
Figure 00000001
-> H 2 + 2 OH -
In turn, the interaction of metal ions with dissolved hydrogen produces highly active hydrides. For instance,
Ca + H 2 -> CaH 2
The hydroxide ion can exist in water as in a free form, then when combined with metal ions, hydroxides are formed, such as Ca (OH) 2 , Cu (OH) 2 , Fe (OH) 2 , Fe (OH) 3 , Al (OH ) 3 , and in the form of hydrated particles of the composition Н 3 О 2 - , Н 5 О 3 - , Н 7 О 5 - , Н 9 О 7 - with different reactivity.

При переходе электрона от катода на ион гидроксония, присутствующий в воде благодаря ее частичной диссоциации (Н20

Figure 00000002
Н+ + ОН-) происходит образование свободного радикала:
H+ +
Figure 00000003
-> Ho. В результате дальнейшей рекомбинации возникает ряд высокоактивных продуктов:
Ho + Ho -> H2 H2O2 + OH- HO2 o + H2O
Ho + H2O -> OH- + H2 H2O2
Figure 00000004
H+ + HO2 -
OHo + OHo -> H2O2
Все эти соединения придают католиту многие положительные свойства катализатора окислительно-восстановительных процессов каталитических реакций, усиливающего в процессе экстрагирования селективность и скорость извлечения сахарозы.During the transition of an electron from a cathode to a hydroxonium ion, which is present in water due to its partial dissociation (Н 2 0
Figure 00000002
Н + + ОН - ) the formation of a free radical occurs:
H + +
Figure 00000003
-> H o . As a result of further recombination, a number of highly active products arise:
H o + H o -> H 2 H 2 O 2 + OH - HO 2 o + H 2 O
H o + H 2 O -> OH - + H 2 H 2 O 2
Figure 00000004
H ++ HO 2 -
OH o + OH o -> H 2 O 2
All these compounds give the catholyte many of the positive properties of the catalyst of redox processes of catalytic reactions, which enhances the selectivity and rate of sucrose extraction during the extraction process.

Одновременно с образованием гидроксидов выпадают в осадок ионы примесей тяжелых металлов, а также изменяются концентрации ионов Са2+ и Mg2+ в результате образования нерастворимых карбонатных и гидроксильных соединений, снижающих общую жесткость воды и увеличивающих коагулирующую способность и бактерицидные свойства католита и способствующих поэтому снижению потерь сахара при экстрагировании. Последнее обстоятельство объясняется тем, что нерастворимые соединения на основе кальция и магния, а также гидроксиды поливалентных металлов, имеющие положительный заряд, в процессе экстрагирования при взаимодействии с отрицательно заряженной тканью свекловичной стружки быстро осаждаются на ее поверхности. Все это способствует снижению содержания сухих веществ в диффузионном соке. При прочих равных условиях проведения процесса экстрагирования (температуры, рН, продолжительности и т. д. ) использование католита позволяет получить диффузионный сок большей доброкачественности (ввиду того, что Дб = (CX/CB)·100% ). Кроме того, в процессе ЭХА в катодной камере диафрагменного электролизера образуются электролизные газы (водород, кислород, хлор и др. ), способствующие, с одной стороны, снижению кинематической вязкости раствора и следовательно повышению коэффициента молекулярной диффузии и ускорению последующего экстрагирования, а с другой, придающие раствору дезинфицирующие свойства. Таким образом, образующийся в результате ЭХА католит обладает бактерицидными свойствами и способствует сокращению потерь сахара в диффузионном аппарате за счет подавления жизнедеятельности микроорганизмов свеклы, а также вследствие фиксации комплекса несахаров и ВКД непосредственно на поверхности клеточного скелета снижению потерь сахара в жоме.Simultaneously with the formation of hydroxides, heavy metal impurity ions precipitate and the concentrations of Ca 2+ and Mg 2+ ions change as a result of the formation of insoluble carbonate and hydroxyl compounds, which reduce the total hardness of water and increase the coagulating ability and bactericidal properties of catholyte and therefore reduce losses sugar upon extraction. The latter circumstance is explained by the fact that insoluble compounds based on calcium and magnesium, as well as polyvalent metal hydroxides that have a positive charge, are rapidly deposited on its surface during extraction with the interaction with a negatively charged tissue of beet chips. All this helps to reduce the solids content in diffusion juice. Other things being equal, the extraction process (temperature, pH, duration, etc.) is used. The use of catholyte allows one to obtain diffusion juice of higher quality (due to the fact that D b = (CX / CB) · 100%). In addition, during ECA, electrolysis gases (hydrogen, oxygen, chlorine, etc.) are formed in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer, which contribute, on the one hand, to a decrease in the kinematic viscosity of the solution and, consequently, to an increase in the molecular diffusion coefficient and acceleration of subsequent extraction, and on the other hand, giving the solution disinfectant properties. Thus, the catholyte formed as a result of ECA has bactericidal properties and helps to reduce sugar losses in the diffusion apparatus by suppressing the activity of beet microorganisms, as well as by fixing the complex of non-sugars and VCP directly on the surface of the cell skeleton to reduce sugar losses in bagasse.

И наконец, при ЭХА в диафрагменном электролизере происходит направленное изменение физико-химических свойств экстрагента, направляемого на обработку (ошпаривание) свекловичной стружки и физико-механических свойств обработанной этим экстрагентом стружки. Так, в процессе ЭХА с течением времени рН и Eh возрастают. При сдвиге рН от исходного значения изменяется и сорбция одно- и двухвалентных анионов lCl-, SO4 2-l на гидрокомплексах, носящая ионообменный характер и усиливающая коагулирующие свойства католита.And finally, during ECA in the diaphragm electrolyzer there is a directed change in the physicochemical properties of the extractant directed to the processing (scalding) of beet chips and physico-mechanical properties of the chips treated with this extractant. So, in the course of ECA, over time, pH and Eh increase. With a shift in pH from the initial value, the sorption of the mono- and divalent anions lCl - , SO 4 2- l on hydrocomplexes, which is ion-exchange in nature and enhances the coagulating properties of catholyte, also changes.

Таким образом, ЭХА в катодной камере диафрагменного электролизера придает католитам солевых растворов особые недостижимые для электрокоагуляционного метода свойства, способствующие неэффективному проведению экстракционного процесса. Thus, ECA in the cathode chamber of a diaphragm electrolyzer gives the catholytes of saline solutions special properties that are unattainable for the electrocoagulation method, which contribute to the inefficient implementation of the extraction process.

Достижение параметров католита рН 5,0-5,5 и Eh - (800-1100) мВ обеспечивает проведение экстрагирования в оптимальном технологическом режиме. Achieving the catholyte parameters pH 5.0-5.5 and Eh - (800-1100) mV ensures extraction in the optimal technological mode.

Подогрев католита с 18-20оС до 78-80оС обеспечивает: а) при ошпаривании стружки осуществление денатурации протоплазмы свекловичной ткани; б) нагрев стружки до оптимальной температуры.Heating catholyte from 18-20 C to 78-80 ° C provides: a) for scalding chip implementation denaturation protoplasm beet tissue; b) heating the chips to the optimum temperature.

С этой же целью одновременно с католитом в количестве 20-30% к массе свеклы подают под слой стружки и острый насыщенный пар в количестве 10-15% к массе свеклы с температурой 80-82оС и давлением 45-47 кПа. Ошпаривание стружки осуществляют в отдельном аппарате - ошпаривателе, в котором стружка проходит сквозь капельно-паровую смесь. Это обеспечивает не только быстрое ошпаривание и нагрев стружки до необходимой температуры экстрагирования, но и бактерицидную обработку внешней поверхности стружки с приданием ей упругих свойств и способности адсорбировать вещества белково-пектинового комплекса, золу и общий азот, т. е. большое количество несахаров, легко пропуская сквозь проницаемые клеточные мембраны молекулы сахарозы.With the same purpose, simultaneously with the catholyte in an amount of 20-30% by weight of beet chips fed under layer and an acute saturated steam in an amount of 10-15% by weight of beet with a temperature of 80-82 C and a pressure of 45-47 kPa. The scalding of chips is carried out in a separate apparatus, the scalder, in which the chips pass through a drip-steam mixture. This provides not only rapid scalding and heating of the chips to the required extraction temperature, but also bactericidal treatment of the external surface of the chips with giving it elastic properties and the ability to adsorb substances of the protein-pectin complex, ash and total nitrogen, i.e. a large number of non-sugars, easily skipping through sucrose cell membranes.

Tаким образом, наличие всех указанных признаков для получения диффузионного сока из сахарной свеклы позволяет проводить процесс экстрагирования с высокой скоростью и наименьшими потерями сахара и получить диффузионный сок высокой доброкачественности и способностью к дальнейшей очистке и свекловичный жом с малым содержанием сахара и большим количеством пектиновых веществ, что определяет его высокую кормовую ценность. Thus, the presence of all these characteristics to obtain diffusion juice from sugar beet allows the extraction process to be carried out with a high speed and lowest sugar loss and to obtain diffusion juice of high quality and the ability to further purify and beet pulp with a low sugar content and a large amount of pectin substances, which determines its high feed value.

П р и м е р 1. В воду в количестве 1 л вводят 50 мг (0,01% к мас. св. ) сульфата алюминия. Полученный раствор с рН 4,76 заливают в катодную камеру диафрагменного электролизера. Аналогичным раствором заполняют анодную камеру, после чего производят ЭХА при силе тока в цепи 4,5 А, напряжении 11 В в течение 5,5 мин до достижения рН католита 5,0 и Eh = -800 мВ. Далее подготовленный таким образом экстрагент подогревают до 78оС. Навеску стружки 500 г ровным слоем помещают на перфорированное днище закрытой емкости-ошпаривателя. Из форсунки в верхней части емкости-ошпаривателя на стружку распыляют экстрагент (католит) в количестве 100 г (20% к массе свеклы). Одновременно с католитом через патрубок в нижней части днища ошпаривателя подают пар с температурой 80оС и давлением 45 кПа в количестве 50 г (10% к массе свеклы) в течение 20 с. Подготовленную стружку помещают в термостатированный стакан для проведения экстрагирования при температуре 70оС в течение 60 мин, при соотношении твердой и жидкой фаз 1,0: 1,5. По окончании процесса диффузионный сок сливают и в нем определяют рН, содержание сахарозы (СХ) и сухих веществ (СВ). В свекловичном жоме определялось содержание сахарозы. Показатели клеточного сока составили:
рН 5,35
СХ = 15,65%
СВ = 18,3% и доброкачественность клеточного сока Дб = 85,74%
Показатели полученного диффузионного сока: рН, ед. 5,85 содержание сахарозы, % 9,12 содержание сухих веществ, % 10,4 доброкачественность, % 87,69 эффект очистки на диффузии, % 15,8
Содержание сахара в жоме, % 0,29
П р и м е р 2. В воду (экстрагент) в количестве 1 л вводят 100 мг (0,02% к массе свеклы) сульфата железа (II). Для полученного раствора с рН 4,85 производят ЭХА при силе тока 5,0 А, напряжении 12 В в течение 8 мин до достижения рН католита 5,3 и редокс-потенциала Eh = -860 мВ. Католит сливают и подогревают до 79оС. Навеску стружки 500 г помещают ровным слоем на ситчатое днище ошпаривателя. Одновременно сверху и снизу на стружку распыляют католит, нагретый до температуры 79оС в количестве 125 г (25% к массе свеклы) и острый пар с температурой 81оС и давлением 46 кПа в количестве 60 г (12% к массе свеклы) в течение 20 с, после чего ошпаренную стружку помещают в термостатированный стакан для проведения экстрагирования при тех же условиях, что даны в примере 1. Показатели диффузионного сока составили: рН, ед. 5,90 Содержание сахарозы, % 9,15 Содержание сухих веществ, % 10,4 Доброкачественность, % 87,98 Эффект очистки на диффузии, % 18,2 Потери сахара в жоме, % 0,30
П р и м е р 3. В воду (экстрагент) в количестве 1 л вводят 150 мг (0,03% к массе свеклы) сульфата меди и раствор с рН 5,26 направляют в катодную камеру диафрагменного электролизера для проведения ЭХА со следующими параметрами: сила тока в цепи 4,0 А, напряжение 11 В, время 5 мин до достижения рН католита 5,5 и Eh = -960 мВ. Полученный католит нагревают до 80оС. В емкость-ошпариватель помещают 50 г стружки. Из форсунки в верхней части ошпаривателя распыляют 150 г (30% к массе свеклы) католита. Одновременно с католитом через патрубок в нижней части ошпаривателя под слой стружки подают острый пар с температурой 82оС и давлением 47 кПа. Обработанную и ошпаренную стружку в термостатированном стакане подвергают экстрагированию по условиям согласно примеру 1. При этом получены следующие технологические показатели диффузионного сока: рН, ед. 6,05 Содержание сахарозы, % 9,05 Содержание сухих веществ, % 10,3 Доброкачественность, % 87,86 Эффект очистки на диффузии, % 17,0 Потери сахара в жоме, % 0,30
П р и м е р 4. В воду (экстрагент) в количестве 1 л вводят 75 мг (0,015% к массе свеклы) сульфата магния. Этот раствор с рН 5,12 подвергают ЭХА в катодной камере диафрагменного электролизера в течение 10 мин при силе тока в цепи 6,5 А и напряжении 12 В до достижения рН католита 5,5 и Eh = -1100 мВ. Подготовленный экстрагент подогревают до 80оС. Навеску стружки 500 г ровным слоем помещают на перфорированное днище ошпаривателя и распыляют на нее подогретый католит в количестве 100 г. Одновременно через нижний патрубок ошпаривателя под слой стружки подводят острый пар с температурой 80оС и давлением 45 кПа в количестве 50 г в течение 20 с. Обработанную таким образом стружку помещают в термостатированный стакан, где проводят экстрагирование при соблюдении условий согласно примеру 1. Показатели диффузионного сока составили: рН, ед. 6,00 Содержание сахарозы, % 8,98 Содержание сухих веществ, % 10,2 Доброкачественность, % 88,03 Эффект очистки на диффузии, % 18,9 Потери сахара в жоме, % 0,29
П р и м е р 5. В воду (экстрагент) в количестве 1 л вводят 50 мг (0,01% к массе свеклы) хлорида кальция. Полученный раствор с рН 4,98 пропускают через катодную камеру диафрагменного электролизера при следующих параметрах ЭХА: сила тока 5,0 А, напряжение 14 В, время 11 мин до достижения рН католита 5,45 и Eh = -1030 мВ. Католит сливают и нагревают до 78оС.
PRI me R 1. Into water in an amount of 1 liter is injected 50 mg (0.01% to wt. St.) aluminum sulfate. The resulting solution with a pH of 4.76 is poured into the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer. The anode chamber is filled with a similar solution, after which an ECA is performed at a current strength of 4.5 A, voltage of 11 V for 5.5 min until the pH of catholyte reaches 5.0 and Eh = -800 mV. Next, thus prepared extractant preheated to 78 ° C. A portion of 500 g of chips evenly placed on the perforated bottom-sealed container hydrator. An extractant (catholyte) in an amount of 100 g (20% by weight of beets) is sprayed from the nozzle in the upper part of the scalder tank. Simultaneously with the catholyte through a nozzle at the bottom of the bottom hydrator steam is supplied at a temperature of 80 C and a pressure of 45 kPa in an amount of 50 g (10% of the beet mass) for 20 seconds. The prepared chips were placed in a thermostated beaker for extraction at 70 ° C for 60 min, with a ratio of solid and liquid phases of 1.0: 1.5. At the end of the process, the diffusion juice is drained and the pH, content of sucrose (CX) and dry matter (CB) are determined in it. Sugar content was determined in beet pulp. The indicators of cell juice amounted to:
pH 5.35
CX = 15.65%
SV = 18.3% and benign cell juice DB = 85.74%
Indicators of the obtained diffusion juice: pH, units 5.85 sucrose content,% 9.12 dry matter content,% 10.4 benignity,% 87.69 purification effect on diffusion,% 15.8
The sugar content in beet pulp,% 0.29
PRI me R 2. Into the water (extractant) in an amount of 1 l injected 100 mg (0.02% by weight of beets) of iron (II) sulfate. For the resulting solution with a pH of 4.85, ECA is performed at a current strength of 5.0 A, a voltage of 12 V for 8 min until the pH of catholyte reaches 5.3 and the redox potential is Eh = -860 mV. The catholyte is drained and heated to 79 ° C. A portion of 500 g of chips are placed evenly on the perforated bottom hydrator. Simultaneously, the top and bottom of the chip sprayed catholyte is heated to a temperature of 79 ° C in an amount of 125 g (25% beet mass) and live steam with a temperature of 81 C and a pressure of 46 kPa in an amount of 60 g (12% beet weight) for 20 s, after which scalded chips are placed in a thermostatically controlled glass for extraction under the same conditions as those given in example 1. The indicators of diffusion juice were: pH, units 5.90 Sucrose content,% 9.15 Dry matter content,% 10.4 Benignity,% 87.98 Cleaning effect on diffusion,% 18.2 Sugar loss in pulp,% 0.30
Example 3. 150 mg (0.03% by weight of beets) of copper sulfate are introduced into water (extractant) in an amount of 1 liter and a solution with a pH of 5.26 is sent to the cathode chamber of a diaphragm electrolyzer for conducting ECA with the following parameters : current in the circuit 4.0 A, voltage 11 V, time 5 min until the pH of the catholyte reaches 5.5 and Eh = -960 mV. The resulting catholyte is heated to 80 ° C. The capacitance-hydrator placed 50 g of chips. 150 g (30% by weight of beets) of catholyte are sprayed from the nozzle in the upper part of the scalder. Simultaneously with the catholyte through a nozzle in the bottom layer under the hydrator chips fed with live steam temperature of 82 ° C and 47 kPa pressure. Processed and scalded shavings in a thermostatically controlled glass are subjected to extraction according to the conditions according to example 1. In this case, the following technological parameters of diffusion juice were obtained: pH, units 6.05 Sucrose content,% 9.05 Solids content,% 10.3 Benignity,% 87.86 Cleaning effect on diffusion,% 17.0 Loss of sugar in pulp,% 0.30
PRI me R 4. Into the water (extractant) in an amount of 1 l enter 75 mg (0.015% by weight of beets) of magnesium sulfate. This solution with a pH of 5.12 is subjected to ECA in the cathode chamber of a diaphragm electrolyzer for 10 min at a current strength of 6.5 A and a voltage of 12 V until the pH of catholyte reaches 5.5 and Eh = -1100 mV. Prepared extractant preheated to 80 ° C. A portion of 500 g of chips evenly placed on a perforated bottom hydrator and sprayed therefrom a warmed to catholyte in an amount of 100 g was simultaneously through the lower tube hydrator chip under layer is fed with live steam temperature of 80 ° C and a pressure of 45 kPa in an amount of 50 g for 20 s. The chips thus treated are placed in a thermostatically controlled beaker, where extraction is carried out under the conditions according to Example 1. The diffusion juice parameters were: pH, units 6.00 Sucrose content,% 8.98 Dry matter content,% 10.2 Benignity,% 88.03 Cleaning effect on diffusion,% 18.9 Sugar loss in pulp,% 0.29
PRI me R 5. Into the water (extractant) in an amount of 1 l enter 50 mg (0.01% by weight of beets) calcium chloride. The resulting solution with a pH of 4.98 is passed through the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer with the following ECA parameters: current strength 5.0 A, voltage 14 V, time 11 min until the pH of catholyte reaches 5.45 and Eh = -1030 mV. The catholyte is drained and heated to 78 about C.

Свекловичную стружку в количестве 500 г помещают в ошпариватель, куда одновременно распыляют 100 г католита (20% к массе свеклы) и 75 г пара с температурой 82оС в течение 20 с. Подготовленную в ошпаривателе стружку направляют в термостатированный стакан для проведения экстрагирования согласно условиям примера 1. Технологические показатели диффузионного сока: рН, ед. 5,90 Содержание сахарозы, % 9,04 Содержание сухих веществ, % 10,3 Доброкачественность, % 87,78 Эффект очистки на диффузии, % 16,5 Потери сахара в жоме, % 0,28
Приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ подготовки свекловичной стружки к экстрагированию позволяет получить диффузионный сок высокой доброкачественности и минимальными потерями сахара в жоме. Лабораторные испытания предлагаемого способа на ЭХА растворов приведенных выше солей до достижения рН католита 5,0-5,5 и Eh = -(800-1100) мВ и ошпаривание подогретым католитом в смеси с п аром при температуре 80+2оС дают аналогичные результаты, а потому далее не приводятся.
Cossettes in an amount of 500 g was placed in a hydrator, which simultaneously sprayed catholyte of 100 g (20% by weight beet) and 75 g of steam with a temperature of 82 ° C for 20 seconds. Chips prepared in the scalder are sent to a thermostatically controlled beaker for extraction according to the conditions of Example 1. Technological parameters of diffusion juice: pH, units 5.90 Sucrose content,% 9.04 Dry matter content,% 10.3 Benignity,% 87.78 Cleaning effect on diffusion,% 16.5 Sugar loss in pulp,% 0.28
The above examples show that the proposed method for preparing beet chips for extraction allows to obtain diffusion juice of high quality and minimal loss of sugar in the pulp. Laboratory tests of the proposed method for ECA of the solutions of the above salts to achieve a catholyte pH of 5.0-5.5 and Eh = - (800-1100) mV and scalding with heated catholyte in a mixture with n arom at a temperature of 80 + 2 о С give similar results , and therefore are not given further.

Такие технологические показатели получены благодаря тому, что ошпаренная паром и католитом стружка становится не только плазмолизована, но и дезинфицирована, приобретает помимо коагулирующих свойств активную адсорбционную способность, что обеспечивает фиксацию большого комплекса несахаров свеклы и примесей экстрагента на поверхности клеточного скелета, придавая стружке жесткость и упругость. Предлагаемый способ позволяет проводить процесс экстрагирования в условиях "стерильности" без дополнительного применения химреагентов. Последнее обстоятельство особенно важно при работе с вялой, подмороженной или подгнившей свеклой. Адсорбционная активность стружки, обработанной католитом, намного превышает способность к адсорбированию несахаров у стружки, ошпаренной насыщенным паром. Such technological indicators are obtained due to the fact that the chips scalded with steam and catholyte become not only plasmolyzed, but also disinfected, acquire, in addition to coagulating properties, an active adsorption ability, which ensures the fixation of a large complex of non-sugar beets and extractant impurities on the surface of the cell skeleton, giving the chip rigidity and elasticity . The proposed method allows the extraction process under the conditions of "sterility" without the additional use of chemicals. The latter circumstance is especially important when working with sluggish, frostbitten or rotten beets. The adsorption activity of catholyte-treated chips far exceeds the ability to adsorb non-sugars in chips scalded with saturated steam.

Таким образом, применение электрохимически подготовленного католита слабоконцентрированного раствора сульфата или хлорида соли поливалентных металлов в смеси с насыщенным паром для ошпаривания свекловичной стружки позволяет существенно интенсифицировать процесс экстрагирования сахара и получить диффузионный сок с высокими технологическими показателями. (56) 1. Патент ГДР N 104555, кл. С 13 D 1/08, 1974. Thus, the use of electrochemically prepared catholyte of a weakly concentrated solution of a sulfate or chloride of a salt of polyvalent metals in a mixture with saturated steam for scalding beet chips can significantly intensify the process of sugar extraction and obtain diffusion juice with high technological parameters. (56) 1. Patent GDR N 104555, cl. C 13 D 1/08, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР N 217492, кл. С 13 D 1/08, 1984. 2. USSR author's certificate N 217492, cl. C 13 D 1/08, 1984.

3. Сахарная промышленность N 11, 1983, с. 21-23. 3. Sugar industry N 11, 1983, p. 21-23.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННОГО СОКА ИЗ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ, предусматривающий измельчение ее в стружку, ошпаривание стружки паром и экстракцию стружки экстрагентом, отличающийся тем, что отбирают часть экстрагента в количестве 20 - 30% к массе свеклы и добавляют в него соль - сульфат или хлорид поливалентного металла в количестве 0,01 - 0,03% к массе свеклы, затем это количество экстрагента электроактивируют в катодной камере диафрагменного электролизера до достижения pH католита 5,0 - 5,5 и редокс-потенциала от - 800 до - 1100 мВ, нагревают до 78 - 80oС и направляют на ошпаривание свекловичной стружки, при этом ошпаривание стружки экстрагентом и паром осуществляют одновременно, причем используют острый насыщенный пар с температурой 80 - 82oС и давлением 45 - 47 кПа в количестве 10 - 15% к массе свеклы.METHOD FOR PRODUCING DIFFUSION JUICE FROM SUGAR BEET, which involves grinding it into chips, scalding the chips with steam and extracting the chips with an extractant, characterized in that part of the extractant is taken in an amount of 20-30% by weight of the beets and salt is added - sulfate or chloride metal amount of 0.01 - 0.03% by weight of beets, then this amount of extractant is electroactivated in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer until the pH of the catholyte reaches 5.0 - 5.5 and the redox potential from - 800 to - 1100 mV, heated to 78 - 80 o C and direction They are scalded for beet chips, while scalding the chips with extractant and steam is carried out simultaneously, moreover, they use sharp saturated steam with a temperature of 80 - 82 o С and a pressure of 45 - 47 kPa in an amount of 10 - 15% by weight of beets.
SU5054791 1992-07-16 1992-07-16 Process for producing diffusion juice from sugar beet RU2010861C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054791 RU2010861C1 (en) 1992-07-16 1992-07-16 Process for producing diffusion juice from sugar beet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054791 RU2010861C1 (en) 1992-07-16 1992-07-16 Process for producing diffusion juice from sugar beet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2010861C1 true RU2010861C1 (en) 1994-04-15

Family

ID=21609604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5054791 RU2010861C1 (en) 1992-07-16 1992-07-16 Process for producing diffusion juice from sugar beet

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2010861C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551551C1 (en) * 2014-03-05 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") Diffusion juice production method
RU2553234C1 (en) * 2013-11-29 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") Diffusion juice production method
RU2603829C1 (en) * 2015-08-05 2016-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Diffusion juice production method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553234C1 (en) * 2013-11-29 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") Diffusion juice production method
RU2551551C1 (en) * 2014-03-05 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") Diffusion juice production method
RU2603829C1 (en) * 2015-08-05 2016-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Diffusion juice production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7083875B2 (en) Method for Producing Lithium Hydroxide Monohydrate from Boiled Water
US4636295A (en) Method for the recovery of lithium from solutions by electrodialysis
EP0503589A1 (en) Electrodialysis reversal process and apparatus with bipolar membranes
US4032616A (en) Process for the production of sodium bicarbonate from diaphram cell liquors
US20080003507A1 (en) Formulation Of Electrolyte Solutions For Electrochemical Chlorine Dioxide Generators
DE3637939C2 (en)
US1972561A (en) Treatment of plant juices
RU2010861C1 (en) Process for producing diffusion juice from sugar beet
CA1272982A (en) Method for the recovery of lithium from solutions by electrodialysis
US4888099A (en) Process for the production of alkali metal chlorate
US20040137587A1 (en) Method of separating multivalent ions and lactate ions from a fermentation broth
RU2090503C1 (en) Method of preparing lithium hydroxide or salts thereof of high purity from mother liquors
RU2035515C1 (en) Method of preparing diffusive juice
US8128897B2 (en) Continuous process for purification of brine
SU939532A1 (en) Method for lowering acidity of must or wine
JPH11178534A (en) Reduction of sodium concentration in plum juice, and production of plum juice drink
US3954580A (en) Processes for decreasing mercury butter formation in mercury electrolytic cells
JP2010193866A (en) Method for reducing sodium concentration in plum juice
RU2083670C1 (en) Method of diffusion juice preparing
RU2053305C1 (en) Method for production of diffusion juice from sugar beet
SU1562325A1 (en) Method of softening natural water
RU2080390C1 (en) Method of production of syrup from sugar beet
JPH0397880A (en) Method for preparation of aqeous sodium hydroxide solution of high cencentration
US1408364A (en) Manufacture of perborates
SU1750719A1 (en) Method of decarbonizing tungsten-soda solutions and regenerating sodium hydroxide by electrodialysis