RU2035515C1

RU2035515C1 - Method of preparing diffusive juice

Info

Publication number: RU2035515C1
Authority: RU
Inventors: Е.П. Кошевой; Е.Г. Степанова
Original assignee: Кубанский государственный технологический университет
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1991-02-15
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: sugar industry. SUBSTANCE: water with salt added to it is used as agent for extracting scalded sugar-beet chips. The salt is introduced at a rate of 0.003-0.5 percent by weight. Before extracting the chips are subjected to electrochemical activation, carried out in a membrane electrolyzer so that catholyte and anolyte can reach pH 4.5-5.5. EFFECT: higher efficiency of process, increased sugar content in juice. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения диффузионного сока и может быть использовано в сахарной промышленности. The invention relates to methods for producing diffusion juice and can be used in the sugar industry.

Известно, что в процессе получения диффузионного сока действие микроорганизмов приводит к снижению доброкачественности сока и в конечном итоге к потере сахара в производстве. Соблюдение строгого температурного режима и применение различных бактерицидных средств (формальдегида, сульфата алюминия и других) создают условия стерильности в экстракторе, но при этом требуют большого расхода химреагентов [1]
Известен способ получения диффузионного сока, предусматривающий ошпаривание свекловичной стружки диффузионным соком, отделение стружки от сока, экстрагирование свекловичной стружки водой в экстракторе и обработку стружки бактерицидным веществом раствором сульфата алюминия с рН 4,9-5,0 и температурой 70-80^оС в количестве 0,07-0,1% к массе свеклы [2]
Недостатком данного способа является относительно невысокая доброкачественность диффузионного сока. Обработка денатурированных клеток раствором сульфата алюминия в количестве 0,1% к массе свеклы вызывает растворение выпавшего в осадок гидроксида алюминия в результате образования алюминатов. Это обстоятельство вызывает необходимость подщелачивания воды до рН 7,0-7,5 для связывания образующихся ионов водорода, что повышает неучтенные потери сахара при экстрагировании.It is known that in the process of obtaining diffusion juice, the action of microorganisms leads to a decrease in the benignity of the juice and, ultimately, to the loss of sugar in production. Compliance with strict temperature conditions and the use of various bactericidal agents (formaldehyde, aluminum sulfate and others) create sterile conditions in the extractor, but at the same time require a large consumption of chemicals [1]
A method of obtaining of diffusion juice, comprising scalding cossettes diffusion juice, separating the chips from juice extraction cossettes with water in the extractor and the processing chip biocide solution of aluminum sulfate having a pH of 4.9-5.0 and temperature of 70-80 ^{° C} in an amount 0.07-0.1% by weight of beets [2]
The disadvantage of this method is the relatively low benign quality of diffusion juice. Processing denatured cells with a solution of aluminum sulfate in an amount of 0.1% by weight of beets causes the dissolution of precipitated aluminum hydroxide as a result of the formation of aluminates. This circumstance necessitates the alkalization of water to a pH of 7.0-7.5 to bind the generated hydrogen ions, which increases the unaccounted for loss of sugar during extraction.

Наиболее близок к предлагаемому способ, при котором сернокислый глинозем используется в качестве реагента для подготовки питательной воды в процессе экстрагирования сахара из свеклы [3] Указанный способ предусматривает экстрагирование ошпаренной стружки раствором сернокислого глинозема, имеющего рН 5,3-6,2, что соответствует расходу соли не менее 0,06-0,07% к массе свеклы. Несмотря на большой расход реагента полученный диффузионный сок имеет относительно невысокую доброкачественность. Closest to the proposed method, in which sulphate of alumina is used as a reagent for the preparation of feed water during the extraction of sugar from beet [3] This method involves the extraction of scalded chips with a solution of sulphate of alumina having a pH of 5.3-6.2, which corresponds to the consumption salt is not less than 0.06-0.07% by weight of beets. Despite the high consumption of the reagent, the resulting diffusion juice has a relatively low benignity.

Цель изобретения повышение доброкачественности диффузионного сока и снижение расхода соли. The purpose of the invention is to increase the benign quality of diffusion juice and reduce salt consumption.

Это достигается тем, что согласно способу получения диффузионного сока, предусматривающему введение соли в воду, используемую в качестве экстрагента, и экстрагирование ошпаренной свекловичной стружки водой, соль вводят в количестве 0,03-0,05% к массе свеклы и воду перед экстрагированием стружки подвергают электрохимической активации в диафрагменном электролизере до достижения рН католита и анолита 4,5-5,5. This is achieved by the fact that according to the method for producing diffusion juice, which involves introducing salt into water used as an extractant and extracting scalded beet chips with water, the salt is added in an amount of 0.03-0.05% by weight of beets and the water is subjected to extraction electrochemical activation in a diaphragm electrolyzer until the pH of catholyte and anolyte reaches 4.5-5.5.

Предлагаемый способ заключается в следующем. В воду перед экстрагированием вводят соль в количестве 0,03-0,05% к массе свеклы. Полученный раствор пропускают через диафрагменный электролизер, имеющий две зоны катодную, в которой образуется католит, и анодную, в которой образуется анолит. Образование продуктов электроактивации католита и анолита происходит по следующей схеме (на примере сульфата алюминия). The proposed method is as follows. Before extraction, salt is introduced into water in an amount of 0.03-0.05% by weight of beets. The resulting solution is passed through a diaphragm electrolyzer having two cathodic zones in which catholyte is formed, and anode in which anolyte is formed. The formation of electroactivation products of catholyte and anolyte occurs according to the following scheme (for example, aluminum sulfate).

А

ОД

Катионом электролита является алюминий, имеющий электродный потенциал более отрицательный, чем потенциал водорода. Поэтому из нейтрального раствора произойдет выделение водорода. Одновременно в анодной зоне произойдет выделение кислорода и накопление ионов Н⁺. В результате концентрация ионов Аl³⁺ в анолите и ионов SO₄ ^2- в католите уменьшается. Кроме того, при разряде на электродах ионов Н⁺, ОН^- и молекул воды концентрация гидроксильных ионов (щелочность) в католите и водородных ионов (кислотность) в анолите повышается. Таким образом, в процессе электрохимической активации с течением времени рН католита повышается, и рН анолита снижается. При этом изменяется окислительно-восстановительная активность продуктов электроактивации (Eh). Полученные электроактивированные растворы способны тормозить жизнедеятельность бактерий и изменять каталитическую активность микробных клеток, т.е. обладают бактерицидными свойствами. Кроме того, изменением рН воздействуют на электрокинетический потенциал поверхности стружки при экстрагировании, сорбционную способность и избирательность адсорбентов. Таким образом, католит и анолит обладают коагулирующими свойствами.

AND

OD

The cation of the electrolyte is aluminum, having an electrode potential more negative than the hydrogen potential. Therefore, hydrogen will be released from the neutral solution. At the same time, oxygen evolution and accumulation of H ⁺ ions will occur in the anode zone. As a result, the concentration of Al ³⁺ ions in the anolyte and SO ₄ ^2- ions in catholyte decreases. In addition, when discharging H ⁺ , OH ^- ions and water molecules on the electrodes, the concentration of hydroxyl ions (alkalinity) in catholyte and hydrogen ions (acidity) in the anolyte increases. Thus, in the process of electrochemical activation, the pH of catholyte increases over time, and the pH of the anolyte decreases. In this case, the redox activity of the electroactivation products (Eh) changes. The resulting electroactivated solutions are able to inhibit the vital activity of bacteria and change the catalytic activity of microbial cells, i.e. have bactericidal properties. In addition, a change in pH affects the electrokinetic potential of the surface of the chip during extraction, sorption ability and selectivity of adsorbents. Thus, catholyte and anolyte have coagulating properties.

Образующиеся в процессе электрохимической активации католит или анолит направляют в экстрактор для проведения тепломассообменного процесса при контакте с ошпаренной свекловичной стружкой. The catholyte or anolyte formed in the process of electrochemical activation is sent to an extractor to conduct a heat and mass transfer process in contact with scalded beet chips.

П р и м е р 1. Навеску свекловичной стружки в 500 г делят на две порции по 250 г и помещают последнюю в термостатированный стакан для проведения экстрагирования по предлагаемому способу и с применением сернокислого глинозема для обработки питательной воды перед экстрагированием (контроль). Условия проведения процесса в обоих случаях: температура 70^оС, время 60 мин, соотношение твердой и жидкой фаз 1:2. По предлагаемому способу 0,03%-ный раствор Al₂(SO₄)₃ c рН 4,3 подвергают электрохимической активации в диафрагменном электролизере при силе тока 1,5 А и напряжении 15 В в течение 5 мин до достижения рН католита 5,0 и редокс-потенциала Еh 780 мВ, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор для контактирования с ошпаренной свекловичной стружкой. В контрольном опыте в воду вводят Al₂(SO₄)₃ в количестве 0,07% к массе свеклы с рН 5,0, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор для взаимодействия с ошпаренной свекловичной стружкой.PRI me R 1. A sample of beet chips in 500 g is divided into two portions of 250 g and placed the last in a thermostatically controlled glass for extraction according to the proposed method and using alumina sulfate for processing feed water before extraction (control). The process conditions in both cases: the temperature of 70 ° ^C, time 60 min, the ratio of the solid and liquid phases of 1: 2. According to the proposed method, a 0.03% solution of Al ₂ (SO ₄ ) ₃ with a pH of 4.3 is subjected to electrochemical activation in a diaphragm cell at a current of 1.5 A and a voltage of 15 V for 5 min until the pH of catholyte reaches 5.0 and the redox potential of Ex 780 mV, heated to 70 ^about C and sent to the extractor for contact with scalded beet chips. In a control experiment, Al ₂ (SO ₄ ) _{3 was} introduced into water in an amount of 0.07% by weight of beets with a pH of 5.0, heated to 70 ^° C and sent to an extractor for interaction with scalded beet chips.

Технологические показатели диффузионных соков, полученных по типовой схеме (N 1), в контрольном опыте (N 2) и по предлагаемому способу (N 3) приведены в таблице. Technological indicators of diffusion juices obtained by the standard scheme (N 1), in the control experiment (N 2) and the proposed method (N 3) are shown in the table.

П р и м е р 2. 0,05%-ный раствор Al₂(SO₄)₃ c рН 4,7 пропускают через диафрагменный электролизер в течение 3 мин при силе тока 1,4 А и напряжении 13 В до достижения рН анолита 4,5 и редокс-потенциала Еh 650 мВ, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор для проведения процесса с ошпаренной свекловичной стружкой с показателями отжатого клеточного сока согласно приведенной таблице. Полученный диффузионный сок содержит: сахарозы 7,10% сухих веществ 8,2% рН₂₀ 6,15, коллоидных веществ 3,25% к массе сухих веществ в диффузионном соке и имеет доброкачественность 86,5% и эффект очистки на диффузии 15,9%
П р и м е р 3. 0,05%-ный раствор FeSO₄ с рН 4,6 пропускают через диафрагменный электролизер в течение 4 мин при силе тока 1,3 А и напряжении 12 В до достижения рН католита 5,5 и направляют в экстрактор для контакта с ошпаренной свекловичной стружкой. Показатели диффузионного сока: сахарозы 7,50% сухих веществ 8,7% рН₂₀ 6,35, коллоидных веществ 3,28% к массе сухих веществ в диффузионном соке, доброкачественность 86,3% эффект очистки на диффузии 15,4%
П р и м е р 4. 0,03%-ный раствор СаСl₂ с рН 6,3 пропускают через диафрагменный электролизер в течение 1,5 мин при силе тока 1,2 А и напряжении 11 В до достижения рН анолита 5,5 и редокс-потенциала 630 мВ, подогревают до 70^оС и направляют в экстрактор вместе с ошпаренной свекловичной стружкой. Показатели диффузионного сока при этом составили: сахарозы 7,50% сухих веществ 8,6% рН₂₀ 6,35, коллоидных веществ 3,18% к массе сухих веществ в диффузионном соке, доброкачественность 87,1% эффект очистки на диффузии 21,0%
Проведение электрохимической активации растворов солей позволяет получить католит и анолит, обладающие бактерицидными и коагулирующими свойствами. Использование в качестве католитов и анолитов указанных солей с рН 4,5-5,5 и редокс-потенциалом Еh не менее 600 мВ позволяет согласно предлагаемому способу получить диффузионный сок высокой доброкачественности при одновременном уменьшении расхода соли.PRI me R 2. A 0.05% solution of Al ₂ (SO ₄ ) ₃ with a pH of 4.7 is passed through a diaphragm electrolyzer for 3 min at a current strength of 1.4 A and a voltage of 13 V until the anolyte pH is reached 4,5 and redox potential Еh 650 mV, heated to 70 ^о С and sent to the extractor for carrying out the process with scalded beet chips with indicators of squeezed cell juice according to the table. The resulting diffusion juice contains: sucrose 7.10% solids 8.2% pH ₂₀ 6.15, colloidal substances 3.25% by weight solids in diffusion juice and has a benign quality of 86.5% and a cleaning effect on diffusion of 15.9 %
PRI me R 3. A 0.05% solution of FeSO ₄ with a pH of 4.6 is passed through a diaphragm electrolyzer for 4 min at a current strength of 1.3 A and a voltage of 12 V until the pH of catholyte reaches 5.5 and direct into the extractor for contact with scalded beet chips. Indicators of diffusion juice: sucrose 7.50% solids 8.7% pH ₂₀ 6.35, colloidal substances 3.28% by weight solids in diffusion juice, purity 86.3%, the cleaning effect on diffusion 15.4%
PRI me R 4. A 0.03% solution of CaCl ₂ with a pH of 6.3 is passed through a diaphragm electrolyzer for 1.5 min at a current strength of 1.2 A and a voltage of 11 V until the pH of the anolyte 5.5 and redox potential of 630 mV, heated to 70 ^about C and sent to the extractor along with scalded beet chips. The indicators of diffusion juice were: sucrose 7.50% solids 8.6% pH ₂₀ 6.35, colloidal substances 3.18% by weight of solids in diffusion juice, good quality 87.1% cleaning effect on diffusion 21.0 %
Carrying out the electrochemical activation of salt solutions makes it possible to obtain catholyte and anolyte with bactericidal and coagulating properties. The use of these salts as catholytes and anolytes with a pH of 4.5-5.5 and a redox potential of Eh of at least 600 mV allows, according to the proposed method, to obtain high-quality diffusion juice while reducing salt consumption.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа на сахарном заводе связан с улучшением экологической обстановки в связи с отказом от применения дезинфицирующих средств. The economic effect of the introduction of the proposed method at a sugar factory is associated with improved environmental conditions in connection with the refusal to use disinfectants.

Claims

METHOD FOR PRODUCING DIFFUSION JUICE, which involves introducing salt into water used as an extractant and extracting scalded beet chips with this water, characterized in that, in order to improve the quality of diffusion juice and reduce salt consumption, the latter is introduced in an amount of 0.03 0.05 % by weight of beets and water before extraction of the chips is subjected to electrochemical activation in a diaphragm electrolyzer to achieve a pH of catholyte and anolyte 4.5 to 5.5.