RU2183675C1

RU2183675C1 - Diffusion juice refining method

Info

Publication number: RU2183675C1
Application number: RU2000131019/13A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Барышев; Р.С. Решетова; М.А. Гаманченко; Г.И. Касьянов
Original assignee: Барышев Михаил Геннадьевич; Решетова Раиса Степановна; Гаманченко Михаил Анатольевич; Касьянов Геннадий Иванович
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-06-20

Abstract

FIELD: sugar industry. SUBSTANCE: method involves settling protein compounds; providing defecation, first saturation processes; separating sediment from juice; providing second saturation and filtering. Protein compounds are settled by exposing diffusion juice to electromagnetic field of extremely low frequency range, or to electromagnetic field amplitude-modulated by oscillations of extremely low frequency range, or to electromagnetic field frequency-modulated by oscillations of extremely low frequency range, or to electromagnetic field phase-modulated by oscillations of extremely low frequency range. Intensity of each electromagnetic field is 120-1,400 A/m and exposure time is 10-60 min. EFFECT: reduced power consumption and decreased consumption of lime for defecation process.

Description

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам очистки диффузионного сока, результатом которого является снижение расхода извести на очистку и снижение энергозатрат на электрообработку диффузионного сока. The invention relates to the sugar industry, in particular to methods for purification of diffusion juice, the result of which is to reduce the consumption of lime for cleaning and reduce energy consumption for electric processing of diffusion juice.

Известен способ очистки диффузионного сока, который предусматривает его преддефекацию, дефекацию, I сатурацию, фильтрацию, дефекацию перед II сатурацией, II сатурацию, фильтрацию, сгущение суспензии осадка сока II сатурации. Сгущенную суспензию осадка сока II сатурации активируют всем количеством извести, расходуемым на преддефекацию (0,24% СаО к массе сока), и прогрессивно подают на преддефекацию (Сахарная промышленность, 5, 1984, с. 22-25). A known method of purification of diffusion juice, which provides for its pre-defecation, defecation, I saturation, filtration, defecation before II saturation, II saturation, filtration, thickening a suspension of sediment of juice of II saturation. The thickened suspension of the sediment juice of the II saturation is activated with the whole amount of lime spent on pre-defecation (0.24% CaO by weight of the juice), and is progressively served for pre-defecation (Sugar industry, 5, 1984, p. 22-25).

Способ является достаточно сложным и требует большого расхода извести на очистку. The method is quite complex and requires a large consumption of lime for cleaning.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ очистки диффузионного сока, предусматривающий осаждение в нем белковых соединений путем воздействия на сок постоянным электрическим полем при напряженности электрического поля не менее 5,0 В/см, температуре процесса 60^oС, длительности 5 минут. Затем сок нагревают до 85^oС, проводят основную дефекацию добавлением 2,5% СаО к массе свеклы и выдерживают в течение 10 минут.The closest technical solution to the proposed one is a method for purifying diffusion juice, which provides for the precipitation of protein compounds in it by exposing the juice to a constant electric field with an electric field strength of at least 5.0 V / cm, a process temperature of 60 ^o C, a duration of 5 minutes. Then the juice is heated to 85 ^o C, spend the main defecation by adding 2.5% CaO to the mass of beets and incubated for 10 minutes.

Затем проводят первую сатурацию до щелочности сока по фенолфталеину 0,08% СаО. Полученный сок первой сатурации фильтруют и осадок удаляют. Фильтрованный сок первой сатурации нагревают до 85^oС. После этого проводят вторую сатурацию до рН раствора 9,2 и отделяют осадок. (Лосева В.А., Кульнева Н. Г. Полупромышленные испытания электрообработки диффузионного сока // Журнал - Сахарная промышленность 2, 1996, с.7-9).Then, the first saturation is carried out until the juice is alkalized with phenolphthalein 0.08% CaO. The obtained juice of the first saturation is filtered and the precipitate is removed. The filtered juice of the first saturation is heated to 85 ^o C. After this, a second saturation is carried out to a solution pH of 9.2 and the precipitate is separated. (Loseva V.A., Kulneva N.G. Semi-industrial tests of electric processing of diffusion juice // Journal - Sugar industry 2, 1996, p. 7-9).

Известный способ требует для обеспечения высокой степени очистки создания на электродах разности потенциалов более 500 В при обработке порядка 10 м³ диффузионного сока, так как при меньшей разности потенциалов постоянное электрическое поле не может обеспечить такую степень поляризации белков, при которой происходит соединение со всеми находящимися в растворе нерастворимыми солями щелочных и щелочноземельных металлов. Кроме того, процесс электролиза всегда сопровождается износом электродов. Создание столь значительной разности потенциалов приводит к существенному энергопотреблению. Так для обработки 10 м³ необходимо затратить 60 Вт•ч. Способ требует большого расхода извести.The known method requires to ensure a high degree of purification to create potential differences of more than 500 V on the electrodes when processing about 10 m ^{3 of} diffusion juice, since with a smaller potential difference, a constant electric field cannot provide a degree of polarization of proteins at which a connection occurs with all a solution of insoluble salts of alkali and alkaline earth metals. In addition, the electrolysis process is always accompanied by wear of the electrodes. The creation of such a significant potential difference leads to significant energy consumption. So for processing 10 m ³ you need to spend 60 Wh • h. The method requires a large consumption of lime.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении расхода извести и снижении энергозатрат на процесс очистки диффузионного сока. The technical result of the invention is to reduce the consumption of lime and reduce energy consumption for the purification of diffusion juice.

Этот результат достигается тем, что осаждение белковых соединений производят путем воздействия на него электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона или электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 минут. This result is achieved by the fact that the precipitation of protein compounds is carried out by exposing it to an electromagnetic field of an extremely low frequency range or an electromagnetic field of amplitude-modulated vibrations of an extremely low frequency range, or an electromagnetic field of frequency-modulated vibrations of an extremely low frequency range, or an electromagnetic field of phase modulated vibrations of an extremely low frequency range, the intensity of each specified electromagnetic field is 120-1400 / M, and the exposure time of 10-60 minutes.

Как показал обзор патентно-технической литературы, нигде раньше для обработки диффузионного сока не применялось электромагнитное поле амплитудно-модулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитное поле частотно-модулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитное поле фазомодулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". As a review of the patent technical literature has shown, nowhere has the amplitude-modulated electromagnetic field oscillations of the extremely low frequency range been used to diffuse juice, or the frequency-modulated electromagnetic field of the extremely low-frequency range, or the phase-modulated electromagnetic field of the extremely low-frequency range, which allows us to conclude on the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "inventive step".

Предложенный способ заключается в следующем. Диффузионный сок с температурой 55-85^oС подается в устройство для осаждения в нем белковых соединений, представляющее собой заземленную емкость, выполненную из стали, в которой находится излучатель, расположенный так, чтобы максимальное число линий магнитной индукции электромагнитного поля пронизывало объем емкости, заполненный диффузионным соком. На излучатель подаются электромагнитные колебания. Воздействие производят электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, или электромагнитным полем фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, при этом напряженность каждого указанного электромагнитного поля составляет 120-1400 А/м, а длительность воздействия 10-60 минут.The proposed method is as follows. Diffusion juice with a temperature of 55-85 ^o C is fed into the device for the precipitation of protein compounds in it, which is a grounded container made of steel, in which there is an emitter located so that the maximum number of lines of magnetic induction of the electromagnetic field penetrates the volume of the tank filled with diffusion juice. Electromagnetic oscillations are applied to the emitter. The exposure is produced by an electromagnetic field of an extremely low frequency range, or an electromagnetic field of amplitude-modulated oscillations of an extremely low frequency range, or an electromagnetic field of frequency-modulated oscillations of an extremely low frequency range, or an electromagnetic field of phase modulated oscillations of an extremely low frequency range, while the intensity of each said electromagnetic field is 120-1400 A / m, and the duration of exposure is 10-60 minutes.

При воздействии электромагнитного поля с указанными параметрами происходит резонансное поглощение энергии поля атомами щелочных и щелочноземельных элементов и изменение спиновой ориентации валентных электронов этих атомов. В результате происходит изменение скоростей химических реакций (Кузнецов А. Н. , Ванаг В.К. Механизм действия магнитных полей на биологические системы. Серия биологическая 6, 1987. С.814-825). В частности, электромагнитное поле ускоряет химические реакции соединения белков с находящимися в диффузионном соке ионами щелочных и щелочноземельных металлов. В результате белковые соединения, находящиеся в соке, выпадают в осадок. Under the influence of an electromagnetic field with the indicated parameters, the field energy is resonantly absorbed by atoms of alkali and alkaline earth elements and the spin orientation of the valence electrons of these atoms changes. The result is a change in the rates of chemical reactions (Kuznetsov A.N., Vanag V.K. The mechanism of action of magnetic fields on biological systems. Biological series 6, 1987. P.814-825). In particular, the electromagnetic field accelerates the chemical reactions of protein compounds with alkali and alkaline earth metal ions in the diffusion juice. As a result, protein compounds in the juice precipitate.

Затем диффузионный сок направляют на дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, вторую сатурацию и фильтрацию. Then the diffusion juice is directed to defecation, first saturation, filtration, second saturation and filtration.

В результате затраты извести на очистку диффузионного сока уменьшаются в 1,7 раза при уменьшении энергопотребления в несколько раз. As a result, the cost of lime for cleaning diffusion juice is reduced by 1.7 times while reducing energy consumption by several times.

Пример 1. Берут 10 м³ диффузионного сока при температуре 60^oС со следующими параметрами: чистота (Ч) - 84,7%, сухие вещества (Св) -12,4%, содержание сахарозы (Сх) - 10,5%, помещают его в опытную установку и воздействуют на него электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 60 минут при напряженности поля 120 А/м, При этом потребление электроэнергии составляет 5 Вт•ч.Example 1. Take 10 m ^{3 of} diffusion juice at a temperature of 60 ^o With the following parameters: purity (H) - 84.7%, solids (S) -12.4%, sucrose content (Cx) - 10.5%, place it in a pilot plant and expose it to an electromagnetic field of an extremely low frequency range with a frequency of 18 Hz for 60 minutes at a field strength of 120 A / m, while the electric power consumption is 5 Wh.

После этого сок нагревают до 85^oС, проводят дефекацию добавлением 1,5% СаО к массе свеклы и выдерживают 10 минут.After that, the juice is heated to 85 ^o C, defecation is carried out by adding 1.5% CaO to the beet mass and incubated for 10 minutes.

Затем проводят первую сатурацию до щелочности сока по фенолфталеину 0,08% СаО. Полученный сок первой сатурации фильтруют и осадок удаляют. Фильтрованный сок первой сатурации нагревают до 85^oС. После этого проводят вторую сатурацию до рН раствора 9,2 и отделяют осадок.Then, the first saturation is carried out until the juice is alkalized with phenolphthalein 0.08% CaO. The obtained juice of the first saturation is filtered and the precipitate is removed. The filtered juice of the first saturation is heated to 85 ^o C. After this, a second saturation is carried out to a solution pH of 9.2 and the precipitate is separated.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей Г_н= 10 кГц амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 60 минут при напряженности поля 120 А/м. Глубина модуляции m= 70%. При этом потребление электроэнергии составляет 5 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы.Example 2. The method is carried out analogously to example 1, except that the diffusion juice is exposed to an electromagnetic field with a carrier frequency Г _н = 10 kHz by amplitude-modulated oscillations of the extremely low-frequency range with a frequency of 18 Hz for 60 minutes at a field strength of 120 A / m. Depth of modulation m = 70%. At the same time, energy consumption is 5 W • h. Lime consumption of 1.5% by weight of beets.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей 10 кГц частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 10 минут при напряженности поля 1400 А/м. При этом потребление электроэнергии составляет 12 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы. Example 3. The method is carried out analogously to example 1, except that the diffusion juice is exposed to an electromagnetic field with a carrier frequency of 10 kHz with frequency-modulated oscillations of the extremely low frequency range with a frequency of 18 Hz for 10 minutes at a field strength of 1400 A / m. Moreover, the energy consumption is 12 W • h. Lime consumption of 1.5% by weight of beets.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1, кроме того, что на диффузионный сок воздействуют электромагнитным полем с частотой несущей 10 кГц фазомодулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона с частотой 18 Гц в течение 10 минут при напряженности поля 1400 А/м, При этом потребление электроэнергии составляет 12 Вт•ч. Расход извести 1,5% к массе свеклы. Example 4. The method is carried out analogously to example 1, except that the diffusion juice is exposed to an electromagnetic field with a carrier frequency of 10 kHz by phase-modulated oscillations of the extremely low frequency range with a frequency of 18 Hz for 10 minutes at a field strength of 1400 A / m. 12 Wh Lime consumption of 1.5% by weight of beets.

Параллельно диффузионный сок с параметрами, указанными в примере 1, подвергают очистке согласно известному (прототипу) способу, потребление электроэнергии при этом составляет 60 Вт•ч и расход извести 2,5% к массе свеклы. In parallel, the diffusion juice with the parameters specified in example 1 is subjected to purification according to a known (prototype) method, the energy consumption is 60 Wh • h and the consumption of lime is 2.5% by weight of beets.

Таким образом, предложенный способ позволяет снизить расход извести на очистку диффузионного сока на 1% и уменьшить энергозатраты в 5 раз. Thus, the proposed method allows to reduce the consumption of lime for cleaning diffusion juice by 1% and to reduce energy consumption by 5 times.

Claims

A method for purifying diffusion juice, which involves the precipitation of protein compounds in it, defecation, the first saturation, separation of the precipitate from the juice, the second saturation and filtration, characterized in that the precipitation of protein compounds is carried out by exposing it to an extremely low frequency electromagnetic field, or an amplitude modulated oscillations of the extremely low-frequency range, or an electromagnetic field frequency-modulated oscillations of the extremely low-frequency range, or electromagnet the final field is phase-modulated by oscillations of the extremely low-frequency range, while the intensity of each specified electromagnetic field is 120-1400 A / m, and the exposure duration is 10-60 minutes.