СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБОГАЩЕННОГО ПИТАТЕЛЬНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ КОНЦЕНТРАТА НЕСАХАРИСТЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ДИФФУЗИОННОГО СОКА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ, А ТАКЖЕ КОНЦЕНТРАТ НЕСАХАРИСТЫХ ВЕЩЕСТВ
TREATMENT METHOD OF SUGAR BEET DIFFUSION JUICE, PRODUCTION METHOD OF CONCENTRATE ENRICHED WITH NUTRIENTS OUT OF SUGAR BEET DIFFUSION JUICE AS WELL AS CONCENTRATE OF NON-SACCHARINE SUBSTANCES

Настоящее изобретение относится к способу экстракционной очистки диффузионного сока сахарной свеклы, к способу получения обогащенного питательными веществами концентрата несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы, а также к получаемому таким способом концентрату несахаристых веществ.
Сахар обычно получают из сахарной свеклы, причем собранную свеклу сначала очищают, причем ее освобождают от большой части еще приставшей земли, а также остатков ботвы. По окончании промывки свеклу пропускают через свеклорезки с получением свекловичных стружек размером с карандаш. Из свежих стекловичных стружек получают сахар путем противоточной экстракции при использовании горячей, слегка подкисленной воды со значением рН от примерно 5,5 до 5,8. За счет подкисления экстракционной воды улучшается фильтрация диффузионного сока сахарной свеклы, а также отжимаемость проэкстрагированных свекловичных стружек. Получаемый при экстракции диффузионный сок сахарной свеклы затем направляют на экстракционную очистку. Экстракционная очистка обычно происходит с помощью так называемой известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионного сока в виде преддефекации и основной дефекации, а также первой сатурации и второй сатурации и отделения осадка после первой и второй сатурации. Задачей экстракционной очистки диффузионного сока является максимальное удаление содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахаристых веществ, в частности высокомолекулярных веществ. Удаляемые несахаристые вещества при этом насколько это возможно не должны подвергаться деструкции, так чтобы никакие дополнительные низкомолекулярные вещества не попадали в экстракт или диффузионный сок сахарной свеклы.
При преддефекации необработанный сок сахарной свеклы в щадящих условиях постепенно подщелачивают путем добавки известкового молока. При этом значение рН диффузионного сока сахарной свеклы в реакторе преддефекации постепенно повышают до примерно 11,5. Преддефекацию осуществляют путем добавки определенных количеств гидроксида кальция (известковое молоко), причем щелочность сока в конце преддефекации составляет примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока сахарной свеклы. Вследствие подщелачивания диффузионного сока сахарной свеклы достигают нейтрализации содержащихся в экстракте органических и неорганических кислот, а также реакций осаждения анионов, которые образуют с кальцием нерастворимые или труднорастворимые соли. Так, например, в значительной степени осаждаются фосфат, оксалат, цитрат и сульфат. Кроме того, происходит коагуляция растворенных в виде коллоидов несахаристых веществ и их осаждение. В пределах определенных областей значений рН осуществляют осаждение отдельных ингредиентов, например анионов, таких как оксалат, фосфат, цитрат, сульфат, или коллоидов, как пектин и белковые вещества. В пределах этих областей значений рН одновременно происходит уплотнение осадка. За счет добавки известкового молока во время преддефекации также происходит коагуляция белков.
Задача осуществляемой после этого основной дефекации заключается, в частности, в химической деструкции инвертных сахаров и амидов кислот, которая, в противном случае, протекала бы в области сгущения сока с образованием кислот. При основной дефекации температуру повышают до примерно 85°С, и щелочность диффузионного сока сахарной свеклы отчетливо повышают за счет добавки известкового молока, а именно примерно 0,8-1,1 г СаО/100 мл сока. Процессы, к которым стремятся при основной дефекации, в случае классического способа протекают только в такого рода жестких условиях. Добавляемая в избытке при основной дефекации известь играет большую роль также в случае первой и второй сатурации. За счет превращения в карбонат кальция получают сильный абсорбент для ряда растворимых несахаристых веществ и также пригодное вспомогательное средство для фильтрации. Неизрасходованная в процессе основной дефекации известь за счет введения диоксида углерода в качестве сатурационного газа на обеих стадиях сатурации превращается в карбонат кальция. Сатурацию осуществляют в две стадии. На первой стадии сатурации введение газа осуществляют вплоть до значения рН от примерно 11,2 до 10,6, что соответствует щелочности 0,10-0,06 г СаО/100 мл фильтрата первой сатурации. При первой сатурации выпавшие в осадок и подвергшиеся коагуляции несахаристые вещества и часть красителей, содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы, путем адсорбции связываются с образовавшимся карбонатом кальция. Полученный при первой сатурации так называемый первый нефильтрованный сатурационный сок отфильтровывают через фильтр-сгуститель (патронный фильтр) или направляют в декантаторы и при этом концентрируют до сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока. При этом из сока удаляются выпавшие в осадок или подвергшиеся коагуляции, связанные с карбонатом кальция несахаристые вещества. Обычно к первой сатурации присоединяют дополнительную дефекацию, причем сок смешивают с небольшим количеством известкового молока и затем, на второй стадии сатурации, далее сатурируют. Также на второй стадии сатурации вводят сатурационный газ, причем устанавливаемая щелочность, так называемая оптимальная щелочность, составляет 0,025-0,010 г СаО/100 мл фильтрата второй ступени сатурации. Щелочность соответствует значению рН от примерно 9,0 до 9,30. На второй стадии сатурации образуется так называемый второй нефильтрованный сатурационный сок, который также отфильтровывают через фильтр-сгуститель и при этом концентрируют. Концентрированные за счет использования фильтра-сгустителя при первой сатурации и второй сатурации густые суспензии карбоната кальция (сгущенные суспензии нефильтрованных сатурационных соков) обычно объединяют и отжимают при использовании мембранных фильтр-прессов. При этом образуется так называемый сыпучий осадок карбоната кальция. Этот сыпучий осадок карбоната кальция представляет собой пригодный для хранения продукт с содержанием сухого вещества более, чем 70%, и его используют в качестве удобрения. Обычно часть сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока возвращают на стадию преддефекации.
Очищенный на стадии экстракционной очистки диффузионный сок сахарной свеклы, который называют также как очищенный сок и который содержит примерно 15-17% сахара, затем концентрируют до сиропа с содержанием сахара от примерно 65% до 70% и после этого выпаривают в кристаллизаторах до образования вязкой массы, так называемого утфеля, примерно с 85% сахара. Путем центрифугирования этой массы затем, наконец, получают белый сахар.
2
Существенный недостаток обычной известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионного сока заключается, в частности, в том, что достигают только относительно незначительного эффекта очистки, так как из диффузионного сока сахарной свеклы удаляются только максимально 40% всех несахаристых веществ. Другой недостаток состоит в том, что для осуществления способа требуется использование очень больших количеств извести, причем расходуемое количество извести может составлять 2,5% от общей массы обрабатываемой сахарной свеклы. Получение извести, используемой в способе известково-углекислотной очистки диффузионного сока, и ликвидация образующихся при получении негашеной извести отходов, однако, являются относительно дорогостоящими. Также очень высокими являются эмиссии СО из известково-обжигательных печей и установок очистки сока. Сверх того, образующийся в случае способа известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионного сока сыпучий осадок карбоната кальция, который состоит из извести и отделенных примесей сока, можно использовать только в качестве удобрения.
Из RU 2172348 С1 известен способ очистки диффузионного сока, который предусматривает прогрессивную преддефекацию диффузионного сока до рН 10,8-11,6 в преддефекаторе. Преддефекованный сок делят на две части. Одну часть сока в количестве 30-50% от общей его массы сатурируют до рН 7,0-8,5 в вертикальном сатураторе в виде трубы и возвращают в секцию преддефекатора с соответствующим значением рН 7,0-8,5. Другую часть преддефекованного сока нагревают до 90-95°С и дегазируют под разрежением 0,05-0,07 МПа до достижения температуры 82-85°С. В дегазированный сок вводят флокулянт сополимер акриламида и акрилата натрия в количестве 0,6-1,2 г на тонну сахарной свеклы и фильтруют под давлением 0,06-0,08 МПа для отделения преддефекационного осадка. Затем сок подвергают основной дефекации, I и II сатурации и фильтрации.
Недостатком этого способа является помимо указанных выше то, что часть преддефекованного сока возвращается в преддефекатор после первой сатурации, что ведет к увеличению расхода извести.
Наиболее близкий уровень техники раскрыт в RU 2105817 С1, в котором предложен способ очистки диффузионного сока, который заключается в следующем. Диффузионный сок нагревают до температуры 55-60°С, проводят прогрессивную прреддефекацию возвратом нефильтрованного сока I сатурации и известковым молоком. При достижении рН сока на преддефекации, равного 9,5-10,0, вводят в него раствор полиакриламида в количестве 0,009-0,011% к массе сока. При достижении заданного конечного значения рН сока его отстаивают при рН 10,6-10,7. Осветленный сок направляют на основную дефекацию известковым молоком, затем I сатурацию, фильтрацию и II сатурацию. Отделенный преддефекованный осадок смешивают с рециркулируемой суспензией осадка I сатурации, вводят в смесь 0,1-0,3% СаО (до рН 11,2-11,3) и сатурируют до рН 10,0-10,2 с последующей фильтрацией. Полученный фильтрат направляют на основную дефекацию, а осадок выводят из процесса.
Недостатком этого способа также является высокий расход извести, поскольку преддефекованный сок на стадии прогрессивной преддефекации возвращается в преддефекатор после первой сатурации.
В основу настоящего изобретения поэтому положена техническая проблема разработки улучшенного способа экстракционной очистки диффузионного сока сахарной свеклы, при котором, в частности, существенно снижается расход извести для очистки диффузионного сока.
-1
Лежащая в основе настоящего изобретения техническая проблема решается в частности за счет способа очистки диффузионного сока сахарной свеклы, предусматривающего преддефекацию диффузионного сока с добавлением известкового молока до достижения его концентрации примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока для коагуляции и осаждения несахаристых веществ в виде коагулята, добавление в преддефекованный сок, по меньшей мере, одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 5-22 млн. в качестве полианионного флокулянта до концентрации 1-8 млн., отделение образовавшегося коагулята от преддефекованного сока в декантаторе или центрифуге, основную дефекацию осветленного преддефекованного сока путем добавления известкового молока до достижения концентрации примерно 0,6 г СаО/100 мл осветленного сока и первую сатурацию диоксидом углерода.
-1
Полианионный флокулянт предпочтительно добавляют до его концентрации в соке 1-3 млн..
При этом из центрифуг используют центрифугу тарельчатого типа или осадительную центрифугу.
Отделенный коагулят сгущают путем отделения осветленного преддефекованного сока.
Сгущение осуществляют на мембранных фильтр-прессах или при помощи осадительных центрифуг или тарельчатых сепараторов или вакауум-фильтров.
Осветленный дефекованный сок и отделенный от коагулята осветленный дефекованный сок смешивают и на основную дефекацию направляют их смесь.
Дефекованную смесь соков сатурируют диоксидом углерода до достижения рН 10,6-11,4.
Сатурационный сок фильтруют при помощи намывного фильтра с получением сгущенной суспензии сатурационного сока и осветленного сатурационного сока.
Сгущенную суспензию сатурационного сока подвергают второй сатурации с получением нефильтрованного сока второй сатурации.
Нефильтрованный сок второй сатурации сгущают в отстойнике с получением сгущенной суспензии.
Сгущенные суспензии нефильтрованных сатурационных соков смешивают и сгущают при помощи мембранного фильтр-пресса с получением осадка карбоната кальция.
-1
Способ получения обогащенного питательными веществами концентрата несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы согласно изобретению предусматривает преддефекацию диффузионного сока известковым молоком до достижения его концентрации примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока для коагуляции и осаждения несахристых веществ в виде коагулята, добавление в преддефекованный сок по меньшей мере одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 5-22 млн в качестве полианионного флокулянта до концентрации 1-8 млн., отделение коагулята от предефекованного сока в декантаторе или центрифуге и сгущение коагулята до содержания сухих веществ 40-70%.
-1
Полианионный флокулянт предпочтительно добавляют до его концентрации в соке 1-3 млн..
Сгущенный коагулянт измельчают и высушивают.
Способом согласно изобретению получают концентрат несахаристых веществ с содержанием сухих веществ 40-70%.
В предлагаемом согласно изобретению способе, таким образом, предусматривается, что преддефекация сама по себе осуществляется по существу идентичным образом, как и в случае обычных до сих пор способов преддефекации. В противоположность обычным способам, осажденные или подвергшиеся коагуляции во время преддефекации несахаристые вещества, однако, отделяют уже после преддефекации, а не, как обычно, лишь после первой и второй сатурации. Согласно изобретению кроме известкового молока и указанного полианионного флокулянта, который является не коагулянтом, а флокулянтом, не используют никаких других флокулянтов или коагулянтов.
Так как диффузионный сок сахарной свеклы уже после преддефекации является отчетливо более чистым за счет отделения осадившихся и подвергшихся флокуляции несахаристых веществ, достигаются многочисленные преимущества для дальнейшей обработки диффузионного сока сахарной свеклы. В особенности, к осветленному согласно изобретению, преддефекованному соку в случае основной дефекации нужно добавлять значительно меньше известкового молока, чем в случае обычных способов известково-углекислотной очистки диффузионного сока. В то время как в случае обычных способов щелочность сока при основной дефекации нужно повышать до примерно 0,8-1,1 г СаО/100 мл сока, согласно предлагаемому в изобретении способу требуется повышение щелочности только до примерно 0,6 г СаО/100 мл сока. Сверх того, в противоположность обычным способам, предлагаемую в заявке преддефекацию можно осуществлять без обычного возврата сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока со стадии сатурации на стадию преддефекации. Также, в противоположность обычным способам, более нет необходимости в том, что после первой стадии сатурации диффузионный сок сахарной свеклы нужно подвергать дополнительной дефекации. Предлагаемый согласно изобретению способ очистки диффузионного сока, следовательно, преимущественно отличается отчетливо сниженным расходом извести. Предлагаемый согласно изобретению способ, следовательно, приводит к отчетливому снижению расходов на очистку диффузионного сока сахарной свеклы, не в последнюю очередь также потому, что необходимые установки для получения негашеной извести могут быть значительно менее габаритными.
-1
-1
-1
Предлагаемые согласно изобретению этапы способа возможны особенно благодаря использованию выбранных флокулянтов, которые в заданных условиях способа без добавки других вспомогательных веществ, таких как коагулянты, позволяют осуществлять особенно эффективную экстракционную очистку диффузионного сока сахарной свеклы. Согласно изобретению неожиданно оказалось, что при использовании совершенно определенных полианионных флокулянтов, а именно анионных сополимеров акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой от примерно 5 млн. до примерно 22 млн., в особенности AN 945, 2440 и 2540, в количестве от 1 млн. до 8 млн., обеспечивается вышеуказанная эффективная очистка. Согласно данному контексту, если не указано ничего другого, «млн.» понимают как ч./млн. масса/масса (мас./мас.) (в расчете на массу).
2
2
На основании значительно меньшего загрязнения осадившимся карбонатом кальция в значительной мере улучшается фильтруемость нефильтрованных сатурационных соков, получаемых при применении способа согласно данному изобретению, в частности первого нефильтрованного сатурационного сока. Опыты в промышленном масштабе показали, что коэффициент фильтрации получаемых согласно изобретению нефильтрованных сатурационных соков составляет величину отчетливо ниже 0,5 с/см, в то время как коэффициенты фильтрации нефильтрованных сатурационных соков, получаемых при применении обычных способов экстракционной очистки диффузионных соков, составляют 1-3 с/см. Улучшенные согласно изобретению фильтрационные свойства нефильтрованных сатурационных соков и предлагаемое согласно изобретению снижение количества образовавшегося карбоната кальция, следовательно, также приводят к тому, что, согласно изобретению, также можно в значительной степени уменьшать необходимые для стадий сатурации мощности фильтров-сгустителей и мембранных фильтр-прессов.
Предлагаемый согласно изобретению способ очистки диффузионного сока сахарной свеклы, кроме того, предпочтительным образом также пригоден для обработки свекловичного сырья плохого качества, в частности порченой свеклы. Другое значительное преимущество предлагаемого согласно изобретению способа состоит, далее, в том, что за счет отделения осажденных или подвергшихся флокуляции при преддефекации несахаристых веществ при получении сахара образуется новый продукт, который отличается высокой долей фосфата и который поэтому, в частности, можно использовать в качестве компонента комбикорма, однако, также в качестве удобрения. Согласно изобретению также улучшается качество образующегося при отжиме сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока сыпучего осадка карбоната кальция, в частности, в отношении его использования в качестве удобрения. Получаемый согласно изобретению сыпучий осадок карбоната кальция, по сравнению с сыпучим осадком карбоната кальция, получаемым при применении обычных способов известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионных соков, отличается значительно более высоким содержанием карбоната кальция и в значительной степени сниженным содержанием коллоидов. Получаемый при применении предлагаемого согласно изобретению способа сыпучий осадок карбоната кальция, в частности, обеднен фосфатом. В некоторых европейских регионах существуют проблемы, связанные с чрезмерным удобрением пахотных земель, в частности, фосфатом. Получаемый согласно изобретению сыпучий осадок карбоната кальция поэтому, в частности, можно использовать в случае таких почв в качестве улучшающих почву средств.
2
Не в последнюю очередь, предлагаемый согласно изобретению способ приводит также к отчетливому уменьшению эмиссий СО из известково-обжигательных печей и установок для очистки диффузионного сока. Ввиду становящегося все более строгим законодательства в отношении окружающей среды с введением регулирования количества диоксида углерода это является чрезвычайно полезным.
Под термином «преддефекация» понимают добавку известкового молока к диффузионному соку или экстракту из сахарной свеклы примерно до 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока сахарной свеклы. При преддефекации диффузионный сок сахарной свеклы подщелачивают в щадящих условиях, причем значение рН диффузионного сока сахарной свеклы повышается от примерно 6 до примерно 11,5. Преддефекация служит для флокуляции несахаристых веществ, как пектин и белки, и для осаждения труднорастворимых солей кальция.
Согласно настоящему изобретению под «диффузионным соком сахарной свеклы» или «экстрактом из сахарной свеклы» понимают сок, который извлекают из свежих свекловичных стружек путем противоточной экстракции при температуре примерно 65-75°С по так называемому диффузионному способу. Этот обогащенный сахаром диффузионный сок сахарной свеклы, наряду с сахаром, содержит еще различные органические и неорганические ингредиенты свеклы, которые называют как несахаристые вещества или несахарные вещества.
Согласно настоящему изобретению под содержащимися в сыром диффузионном соке «несахаристыми веществами» или «несахарными веществами» понимают высокомолекулярные вещества, такие как белковые вещества, полисахариды и ингредиенты клеточных стенок, а также низкомолекулярные органические соединения, как неорганические или органические кислоты, аминокислоты и минеральные вещества. В случае ингредиентов клеточных стенок речь идет, в частности, о пектинах, лигнине, целлюлозе и гемицеллюлозе. Эти вещества, также как белки, к которым, наряду с протеинами, относятся в частности нуклеопротеиды, находятся в виде гидрофильных макромолекул в коллоидно-диспергированной форме. В случае органических кислот речь идет, например, о лактатах, цитратах и оксалатах. В случае неорганических кислот речь идет, в частности, о сульфатах и фосфатах.
Под термином «известковое молоко» согласно изобретению, в частности, понимают гидроксид кальция, который образуется при сильно экзотермической реакции негашеной извести (оксид кальция) с водой и используется в качестве средства для дефекации при преддефекации и основной дефекации. Добавка известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы при преддефекации вызывает осаждение или коагуляцию несахаристых веществ в форме коагулята.
Согласно изобретению под термином «коагулят» понимают образующиеся вследствие процесса флокуляции комки находящихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахаристых веществ, которые также называют как содержащая белки фракция со стадии преддефекации. Коагулят содержит, в частности, нерастворимые или труднорастворимые соли, которые образуются путем реакции анионов органических или неорганических кислот с кальцием, и осадившиеся высокомолекулярные ингредиенты диффузионного сока сахарной свеклы, в частности, гидрофильного характера, как белковые вещества, полисахариды и ингредиенты клеточных стенок, которые обычно в виде коллоида-дисперсии диспергированы в диффузионном соке сахарной свеклы. Процесс флокуляции подразделяют на флокуляцию, при которой происходит агрегация за счет адсорбции мостикообразующими полимерами, и коагуляцию, при которой происходит агрегация за счет снижения, соответственно, уменьшения сил отталкивания. Скорость флокуляции зависит от температуры, значения рН и рода добавки известкового молока. Подвод механической энергии, например, в случае перемешивания и встряхивания, тепловой энергии, например, за счет повышения температуры, электрической энергии и т.д. может ускорять флокуляцию или коагуляцию. Осаждение отдельных ингредиентов сока, как, например, анионы, как оксалат, фосфат, цитрат и сульфат, а также коллоидов, как пектин и белок, происходит в определенных областях значений рН, причем в пределах этих областей значений рН происходит уплотнение осадка. Значение рН, при котором происходит флокуляция максимального количества коллоидов и почти полностью осаждение нерастворимых солей кальция, обозначают как оптимальнаую точку флокуляции преддефекации. Если осаждение осуществляют в оптимальной точке флокуляции, то происходит однородная стабильная коагуляция находящихся в коллоидно-диспергированном состоянии высокомолекулярных ингредиентов сока.
Осаждение и коагуляция пектинов и белков требует определенного, зависящего от температуры времени выдержки. Согласно изобретению предусматривается, что преддефекацию можно осуществлять как в виде холодной, так и также в виде теплой преддефекации. Холодную преддефекацию предпочтительно осуществляют при температуре преддефекации от примерно 38°С до 40°С. Преимущество холодной преддефекации заключается в улучшающем цвет эффекте, в случае сатурационного сока, низком содержании несахаристых веществ, более эффективной деструкции инвертного сахара и, в целом, более высоком эффекте очистки диффузионного сока. Согласно изобретению, однако, также существует возможность осуществления добавки известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы в виде теплой преддефекации при температуре диффузионного сока сахарной свеклы от 55°С до 75°С. Теплая преддефекация, по сравнению с холодной преддефекацией, в частности, имеет преимущество в том, что обработанный диффузионный сок сахарной свеклы содержит меньше бактериальных загрязнений.
Добавку известкового молока для преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы предпочтительно осуществляют согласно изобретению в виде прогрессивной преддефекации. Прогрессивную преддефекацию осуществляют путем постепенного повышения щелочности, соответственно, значения рН диффузионного сока сахарной свеклы, предпочтительно, путем медленного подвода известкового молока в качестве средства для дефекации или путем осуществляемых небольшими порциями отдельных добавок известкового молока, причем, в частности, медленно проходят оптимальное значение рН. Преимуществами прогрессивной преддефекации являются, в частности, улучшение фильтрационных свойств обработанного сока, более яркая окраска концентрированного сока и предотвращение перещелачивания. Сверх того, прогрессивная преддефекация делает возможным непрерывный способ работы.
Согласно изобретению также предусматривается, что прогрессивное подщелачивание диффузионного сока сахарной свеклы во время преддефекации можно осуществлять противотоком к уже подвергнутому подщелачиванию диффузионному соку сахарной свеклы, например, с помощью сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока со стадий сатурации. Прогрессивное подщелачивание противотоком означает, что возвращаемый сок более высокой щелочности как можно быстрее смешивают с соком более низкой щелочности без возможности возникновения в зоне смешения различных градиентов щелочности. При применении пригодных транспортных систем в аппарате для преддефекации преддефекаторе в системе обеспечивают, чтобы необходимое возвратное количество с высоким постоянством вводилось против направления основного потока.
-1
Согласно изобретению предусматривается, после преддефекации и до отделения образовавшегося коагулята, добавление к преддефекованному соку, по меньшей мере, одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой от примерно 5 млн. вплоть до примерно 22 млн. в качестве полианионного флокулянта вплоть до концентрации 1-8 млн. Согласно настоящему изобретению под термином «флокулянт» понимают вещество, которое оказывает влияние на дзетапотенциал частиц в коллоидных суспензиях таким образом, что они агрегируются в хлопья и, например, после седиментации могут быть удалены из системы. Флокулянты поэтому должны преодолевать электростатическое отталкивание находящихся в воде чаще всего отрицательно заряженных частиц. Согласно изобретению в случае флокулянтов речь может идти также о вспомогательных для флокуляции средствах или ускорителях седиментации. Под терминами «вспомогательные для флокуляции средства» или «ускорители седиментации» согласно настоящему изобретению понимают соединения, которые вызывают комкование частиц твердых веществ в более крупные образования или хлопья. Благодаря комкованию в виде хлопьев твердые вещества за счет своей гораздо большей массы могут значительно быстрее седиментироваться. Одновременно увеличиваются поры между отдельными частицами, так что воду, которая находится в седиментированной густой суспензии, можно легко удалять путем фильтрации или центрифугирования. Используемые согласно изобретению полианионные флокулянты не обладают никаким коагулирующим действием, так как они не влияют на дисперсию частиц в жидкой фазе, а вызывают агрегацию частиц за счет абсорбции мостикообразующими полимерами.
В случае сополимеров акриламида и акрилата натрия, используемых согласно изобретению в качестве полианионных флокулянтов, речь идет о синтетических органических водорастворимых полиэлектролитах с относительно большой молекулярной массой от примерно 5 млн. до примерно 22 млн. Эти соединения являются от средне- до сильноионных. Особенно предпочтительно в качестве флокулянтов используют продукты 2440 и 2540 (выпускаются фирмой Stockhausen), а также AN 945 (выпускается фирмой Clarflok).
Согласно изобретению предусматривается отделение после достаточного времени выдержки коагулята, образовавшегося во время преддефекации и, в случае необходимости, при применении флокулянта, от преддефекованного сока при использовании устройства для разделения или сепаратора. Под термином «устройство для разделения» или «сепаратор» согласно изобретению понимают в частности устройство для разделения твердое вещество/жидкость. В основе разделения твердое вещество/жидкость лежат механические способы, которые основаны на использовании силы тяжести, центробежной силы, давления или вакуума. К способам разделения твердое вещество/жидкость, на которых основан принцип действия используемого согласно изобретению сепаратора, относятся, например, декантация, фильтрация, седиментация, осветление и центрифугирование.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, в качестве первого сепаратора используют декантатор или отстойник, в частности статический или динамический декантатор. Под термином «декантатор» или «отстойник», в частности статический или динамический декантатор, понимают устройство или аппарат, который служит для механического удаления седиментированных веществ из жидкости по принципу седиментации за счет силы тяжести. Согласно изобретению в частности предусматривается, что при использовании декантатора осажденные или подвергшиеся флокуляции после преддефекации несахаристые вещества отделяются от преддефекованного сока таким образом, что в нижней части декантатора осаждается одна объемная часть густой суспензии в пересчете на девятнадцать объемных частей преддефекованного сока. При возврате сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока со стадий сатурации на стадию преддефекации согласно изобретению предусматривается, что при использовании декантатора осажденные или подвергшиеся флокуляции после преддефекации несахаристые вещества отделяются от преддефекованного сока таким образом, что в нижней части декантатора осаждается одна объемная часть густой суспензии, в пересчете на девятнадцать объемных частей преддефекованного сока.
-1
Согласно изобретению, в частности, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления предусматривается, что при использовании декантатора в качестве первого сепаратора к преддефекованному соку добавляют 1-3 млн. флокулянта.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения в качестве первого сепаратора используют центрифугу. Под центрифугой понимают устройство для разделения смесей веществ за счет использования центробежной силы. Находящийся во внутренней части вращающейся центрифуги разделяемый материал подвергается воздействию так называемой центробежной силы. В случае используемой в качестве первого сепаратора центрифуги речь идет предпочтительно о центрифуге тарельчатого типа или об отстойной центрифуге. Под термином «центрифуга тарельчатого типа» или «отстойная центрифуга» согласно изобретению понимают центрифугу с вращающимися коническими центрифужными металлическими ситами, с которых более тяжелые компоненты направляются наружу, в то время как более легкие компоненты накапливаются вблизи оси, откуда они выводятся наружу. Под термином «отстойная центрифуга» согласно изобретению понимают в большинстве случаев коническую и обычно непрерывно работающую центрифугу со шнековым выводом.
-1
Согласно изобретению, в частности, предусматривается, что к преддефекованному соку добавляют 1-8 млн. флокулянта, например, при использовании центрифуги тарельчатого типа или отстойной центрифуги в качестве первого сепаратора.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения предусматривается, что коагулят, отделенный от осветленного преддефекованного сока при использовании первого сепаратора, далее концентрируется и уплотняется при использовании второго сепаратора, причем используется один второй сепаратор.
Согласно изобретению дальнейшее уплотнение и концентрирование коагулята предпочтительно осуществляют при использовании одного или нескольких мембранных фильтр-прессов (вертикальное разгрузочное устройство для фильтрационного осадка) или одного или нескольких пресс-фильтр-автоматов (горизонтальное разгрузочное устройство для фильтрационного осадка) в качестве второго сепаратора. Согласно настоящему изобретению под термином «мембранный фильтр-пресс» понимают фильтровальное устройство, которое выполнено либо в виде рамного фильтр-пресса, либо в виде камерного фильтр-пресса. Выполненный в виде рамного фильтр-пресса мембранный фильтр-пресс состоит из множества прямоугольных, вертикально стоящих, бороздчатых и параллельно соединенных пластин, которые покрыты мембранами или выполнены в виде мембранных фильтров, и расположенных между ними рам для приема фильтрационного осадка. Выполненный в виде камерного фильтр-пресса мембранный фильтр-пресс состоит из множества мембранных фильтрующих пластин, более толстый край которых выступает по отношению к собственной фильтрующей поверхности так, что между двумя такими пластинами образуется камера для приема фильтрационного осадка. При уплотнении и концентрировании коагулята при использовании мембранного фильтр-пресса за счет отжима дальнейшего осветленного преддефекованного сока согласно изобретению получают фильтрационный осадок с содержанием сухого вещества от примерно 60% до 70%.
Согласно изобретению полученный при использовании первого сепаратора коагулят также можно уплотнять и концентрировать далее при использовании одной или нескольких отстойных центрифуг, одного или нескольких ротационных вакуум-фильтров и/или устройств для разделения тарельчатого типа в качестве второго сепаратора, причем получают концентрат несахаристых веществ с высоким содержанием сухого вещества примерно от 40% до 70%, в частности от 60% до 70%, и более осветленный преддефекованный сок.
Получаемый при использовании второго сепаратора концентрат несахаристых веществ, соответственно, получаемые фильтрационные осадки несахаристых веществ с содержанием сухого вещества примерно от 40% до 70%, в частности, от 60% до 70%, являются особенно обогащенными питательными веществами, в частности, с высокой долей фосфата. Этот продукт представляет собой продукт нового типа при получении сахара.
Осветленные преддефекованные соки, получаемые за счет стадий разделения при использовании первого и второго сепараторов, согласно изобретению очищаются и затем подвергаются основной дефекации. Согласно настоящему изобретению под термином «основная дефекация» понимают дальнейшее добавление известкового молока к преддефекованному соку с целью повышения щелочности преддефекованного сока при повышенной температуре, причем получают сок основной дефекации. Задача основной дефекации заключается, в частности, в химической деструкции инвертного сахара и амидов кислот. Согласно изобретению в частности предусматривается, что основную дефекацию осуществляют путем добавки известкового молока вплоть до примерно 0,6 г СаО/100 мл осветленного преддефекованного сока, который получают после отделения коагулята. На стадии основной дефекации температуру повышают примерно до 85°С.
Согласно изобретению предусматривается, что получаемый при основной дефекации сок основной дефекации затем подвергают первой сатурации за счет добавки диоксида углерода, причем получают первый нефильтрованный сатурационный сок. Согласно настоящему изобретению под термином «сатурация» понимают взаимодействие неизрасходованной при основной дефекации извести с диоксидом углерода при образовании карбоната кальция. За счет добавки диоксида углерода растворенный в соке основной дефекации гидроксид кальция превращается в карбонат кальция, причем значение рН в сатураторе постепенно снижается до примерно 10,6-11,4. При первой сатурации несахаристые вещества, содержащиеся еще в соке основной дефекации, и красители за счет абсорбции связываются с карбонатом кальция.
Образующийся в сатураторе после первой сатурации первый нефильтрованный сатурационный сок согласно изобретению фильтруют при использовании патронных фильтров, причем получают первую сгущенную суспензию нефильтрованного сатурационного сока и первый осветленный сатурационный сок. Под термином «патронный фильтр» согласно изобретению понимают устройство для фильтрации вертикальной конструкции с подвешенными сменными фильтрующими элементами. Патронный фильтр в качестве сменных патронных элементов может содержать как керамические и пластмассовые сменные фильтрующие элементы, так и элементы с тканью из синтетического материала или металла, а также трубы с пазами, или соответственно, спирально навитые патроны.
Согласно изобретению также предусматривается, что часть первой сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока можно использовать для преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы.
Согласно изобретению осветленный сатурационный сок, получаемый при первой сатурации, подвергают второй сатурации путем добавки диоксида углерода, причем получают второй нефильтрованный сатурационный сок. За счет введения диоксида углерода при второй сатурации значение рН обработанного диффузионного сока сахарной свеклы снижается примерно до 9,2. Получаемый при этом второй нефильтрованный сатурационный сок также фильтруют через фильтр-сгуститель, например патронный фильтр.
2
2
2
Согласно изобретению предусматривается, что первую и/или вторую сгущенную суспензию нефильтрованного сатурационного сока с долей полученного коагулята из первого или, соответственно, второго сепаратора объединяют и далее концентрируют при использовании одного или нескольких мембранных пресс-фильтров или что первую и/или вторую сгущенную суспензию нефильтрованного сатурационного сока концентрируют далее при использовании одного и/или нескольких мембранных фильтр-прессов. Согласно изобретению фильтруемость первого и второго нефильтрованных сатурационных соков отчетливо улучшается вследствие меньшей нагрузки примесями обработанного диффузионного сока сахарной свеклы по сравнению с нефильтрованными сатурационными соками, получаемыми при обычных способах известково-углекислотной экстракционной очистки диффузионного сока. В то время как первый нефильтрованный сатурационный сок, получаемый после первой сатурации в ходе обычных способов, имеет коэффициент фильтрации FK от примерно 1 с/см до 3 с/см, получаемый при использовании предлагаемого согласно изобретению диффузионного способа первый нефильтрованный сатурационный сок имеет коэффициент фильтрации менее чем 0,5 с/см. Также получаемый по предлагаемому в изобретении способу второй нефильтрованный сатурационный сок, по сравнению с получаемыми обычными способами вторыми нефильтрованными сатурационными соками, обладает отчетливо улучшенными фильтрационными свойствами. Это приводит к повышению производительности прессования за счет увеличения скорости фильтрации и увеличенному сроку службы фильтровальных тканей. Сыпучий осадок карбоната кальция, получаемый согласно изобретению из первой и второй сгущенных суспензий нефильтрованных сатурационных соков с помощью мембранного фильтр-пресса, кроме того, обладает несколькими преимуществами по сравнению с сыпучим осадком карбоната кальция, получаемым обычными способами. Так, получаемый согласно изобретению сыпучий осадок карбоната кальция состоит из почти чистого карбоната кальция и содержит значительно меньше несахаристых веществ, в частности, очень незначительное количество фосфатов. Получаемый согласно изобретению сыпучий осадок карбоната кальция поэтому можно использовать, в частности, в качестве удобрения для пахотных земель с внесенными удобрениями в избыточной дозе.
Лежащая в основе настоящего изобретения техническая проблема также решается с помощью способа снижения расхода извести при очистке диффузионного сока сахарной свеклы, причем способ включает следующие стадии в нижеследующей очередности:
a) преддефекация диффузионного сока сахарной свеклы путем добавки известкового молока к диффузионному соку сахарной свеклы вплоть до достижения концентрации от примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока сахарной свеклы для осаждения и/или коагуляции несахаристых веществ в виде коагулята;
-1
b) добавка, по меньшей мере, одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой примерно от 5 млн. вплоть до 22 млн. в качестве полианионного флокулянта вплоть до концентрации 1-8 млн.;
c) отделение коагулята от преддефекованного сока при использовании, по меньшей мере, одного первого сепаратора с получением осветленного преддефекованного сока;
d) основная дефекация полученного после отделения коагулята осветленного преддефекованного сока путем добавки известкового молока вплоть до достижения концентрации примерно 0,6 г СаО/100 мл осветленного преддефекованного сока; и
e) осуществление первой сатурации путем введения диоксида углерода в сок основной дефекации и последующее осуществление второй сатурации без промежуточной дополнительной дефекации.
Стадии а) и b) можно осуществлять согласно особому варианту осуществления изобретения также одновременно.
-1
-1
Согласно изобретению добавляют 1-8 млн. флокулянта, например, при использовании центрифуги тарельчатого типа или отстойной центрифуги в качестве первого сепаратора. При использовании статического или динамического декантатора в качестве первого сепаратора добавляют согласно изобретению предпочтительно 1-3 млн. флокулянта. Особенно предпочтительными согласно изобретению флокулянтами являются продукты AN 945, 2440 и 2540.
Получаемый при использовании первого сепаратора коагулят согласно изобретению концентрируют при применении второго сепаратора, причем отделяется дальнейшее количество осветленного преддефекованного сока. Второе устройство для разделения включает согласно изобретению одну или несколько отстойных центрифуг и/или сепараторов тарельчатого типа или мембранных фильтр-прессов.
Осветленные преддефекованные соки, получаемые при использовании первого и второго сепараторов, затем согласно изобретению объединяют и подвергают основной дефекации. Получаемый при основной дефекации сок основной дефекации после этого, согласно изобретению, подвергают первой сатурации путем добавки диоксида углерода с получением первого нефильтрованного сатурационного сока. Первый нефильтрованный сатурационный сок затем фильтруют при использовании патронного фильтра, причем получают первую сгущенную суспензию нефильтрованного сатурационного сока и осветленный сатурационный сок. Первый осветленный сатурационный сок согласно изобретению подвергают второй сатурации путем введения диоксида углерода, причем получают второй нефильтрованный сатурационный сок.
Лежащая в основе настоящего изобретения техническая проблема также решается за счет способа получения обогащенного питательными веществами несахаристого концентрата из диффузионного сока сахарной свеклы, причем способ включает следующие, последовательно осуществляемые стадии способа:
а) преддефекация диффузионного сока сахарной свеклы путем добавки известкового молока вплоть до концентрации примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл диффузионного сока сахарной свеклы для осаждения и/или коагуляции несахаристых веществ, содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы, в виде коагулята;
-1
b) добавка, по меньшей мере, одного сополимера акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой примерно от 5 млн. вплоть до 22 млн. в качестве полианионного флокулянта вплоть до концентрации 1-8 млн.; и
c) отделение коагулята от преддефекованного сока при использовании, по меньшей мере, одного первого сепаратора.
Стадии а) и b) согласно особому варианту осуществления можно осуществлять также одновременно.
-1
-1
В случае содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахаристых веществ речь идет, в частности, о высокомолекулярных белковых веществах, полисахаридах и ингредиентах клеточных стенок, а также низкомолекулярных органических или неорганических кислотах, аминокислотах и минеральных веществах. В случае ингредиентов клеточных стенок речь идет преимущественно о пектиновых веществах, лигнине, целлюлозе и гемицеллюлозе. В случае содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы белковых веществ речь идет, например, о протеинах и нуклеопротеидах. Согласно изобретению предпочтительно предусматривается, что при использовании статического или динамического декантатора в качестве первого сепаратора флокулянт добавляют вплоть до содержания 1-3 млн.. Далее, согласно изобретению предпочтительно предусматривается, что при использовании центрифуги, в частности центрифуги тарельчатого типа или отстойной центрифуги в качестве первого сепаратора флокулянт добавляют вплоть до содержания 1-8 млн. Особенно предпочтительными флокулянтами согласно изобретению являются AN 945, 2440 и 2540.
Отделенный при использовании первого сепаратора коагулят согласно изобретению далее концентрируют и уплотняют с помощью второго сепаратора, причем в качестве второго сепаратора используют один или несколько мембранных фильтр-прессов или одну или несколько отстойных центрифуг и/или сепараторов тарельчатого типа, или один или несколько ротационных вакуум-фильтров.
Полученный концентрированный коагулят, который, например, находится в виде фильтрационного осадка, предпочтительно имеет содержание сухого вещества от 60% до 70%. Получаемый согласно изобретению концентрат несахаристых веществ отличается, в частности, высоким содержанием в нем фосфата. Согласно изобретению предусматривается, что концентрированный коагулят можно далее измельчать и высушивать.
Настоящее изобретение поэтому относится также к концентрату несахаристых веществ, содержащему обезвоженный коагулят несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы, получаемому при использовании предлагаемого в изобретении способа, в частности, получаемому путем преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы при добавке известкового молока и флокулянта для осаждения или коагуляции несахаристых веществ и отделения выделенных или подвергшихся коагуляции несахаристых веществ от диффузионного сока сахарной свеклы. Концентрат несахаристых веществ отличается тем, что в случае несахаристых веществ речь идет, в частности, о высокомолекулярных белковых веществах, полисахаридах и ингредиентах клеточных стенок, а также низкомолекулярных органических или неорганических кислотах, аминокислотах и минеральных веществах, содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы. Согласно изобретению концентрат содержит высокую долю фосфора.
Настоящее изобретение также относится к применению концентрата несахаристых веществ в качестве удобрений или улучшающих почву средств. Другое предпочтительное применение концентрата несахаристых веществ заключается в использовании его в качестве кормового средства. Для применения в качестве кормового средства предлагаемый согласно изобретению концентрат несахаристых веществ предпочтительно измельчают, смешивают с мелассой и высушивают и затем используют в качестве кормового средства.
Согласно настоящему изобретению лежащая в его основе техническая проблема решается также благодаря устройству для преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы и/или получения концентрата несахаристых веществ, который состоит из концентрированного коагулята несахаристых веществ из диффузионного сока сахарной свеклы, содержащему, по меньшей мере, один резервуар для обработки известковым молоком диффузионного сока сахарной свеклы для коагуляции содержащихся в диффузионном соке сахарной свеклы несахаристых веществ, который имеет, по меньшей мере, один ввод для диффузионного сока сахарной свеклы, по меньшей мере, один ввод для известкового молока и один отвод для выгрузки преддефекованного диффузионного сока сахарной свеклы и, по меньшей мере, один первый сепаратор для отделения полученного при преддефекации осадка коагулированного вещества от преддефекованного сока, причем сепаратор имеет соединенный с отводом из резервуара ввод для преддефекованного сока, первый отвод для выгрузки отделенного от осадка коагулированного вещества осветленного преддефекованного сока и второй отвод для выгрузки осадка коагулированного вещества. В случае первого сепаратора речь идет предпочтительно о статическом или динамическом декантаторе или одной или нескольких центрифугах, в частности одной или нескольких центрифугах тарельчатого типа и/или отстойных центрифугах.
Согласно предпочтительному варианту осуществления второй отвод первого сепаратора через подающую линию связан со вторым сепаратором для дальнейшего концентрирования и уплотнения полученного в первом сепараторе осадка коагулированного вещества.
Второй сепаратор согласно изобретению имеет ввод для выгружаемого из первого сепаратора осадка коагулированного вещества, первый отвод для выгрузки получаемого при концентрировании осадка коагулированного вещества осветленного преддефекованного сока и второй отвод для выгрузки концентрированного осадка коагулированного вещества. В случае второго сепаратора согласно изобретению речь идет особенно предпочтительно об одном или нескольких мембранных фильтр-прессах или, по меньшей мере, о центрифуге, в частности, о сепараторе тарельчатого типа или отстойной центрифуге, или ротационном вакуум-фильтре.
В случае резервуара или реактора, используемого для преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы, речь идет, например, о стационарном резервуаре, который за счет, по существу, горизонтально установленных промежуточных перегородок разделен на лежащие друг над другом камеры, которые соединяются через пропускные отверстия и снабжены элементами перемешивания, с помощью которых можно просто осуществлять регулирование изменения значения рН. При этом в качестве элементов перемешивания можно использовать осевые насосы. Отдельные камеры реактора, однако, могут быть связаны также через внешние трубопроводы, по которым сок от начала одной камеры направляется к концу ближайшей камеры.
Преддефекатор или резервуар для преддефекации, однако, может быть выполнен также в виде каскада котлов с мешалками, ступени которого, соответственно, имеют, по меньшей мере, одну камеру или несколько камер, через которые по очереди проходит сок.
Предпочтительно используемый согласно изобретению преддефекатор или резервуар для преддефекации позволяет осуществлять прогрессивное подщелачивание диффузионного сока сахарной свеклы противотоком к уже подвергнутому подщелачиванию соку. Используемый согласно изобретению преддефекатор поэтому обладает пригодными транспортными устройствами, по которым вводится необходимое возвратное количество с как можно более высоким постоянством противоположно направлению основного потока.
Изобретение поясняется подробнее с помощью фиг.1 и 2 и примера.
На фиг.1 схематически представлен один вариант осуществления предлагаемого согласно изобретению устройства для преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы и/или для получения концентрата несахаристых веществ, содержащего резервуар 3 для обработки известковым молоком диффузионного сока сахарной свеклы и соединенный с ним первый сепаратор 11 для отделения получаемого при преддефекации в резервуаре 3 коагулята от преддефекованного сока. Резервуар 3 имеет ввод 5 для диффузионного сока сахарной свеклы и ввод 7 для известкового молока. Резервуар 3, далее, имеет отвод 9 для выгрузки преддефекованного сока. Отвод 9 резервуара для преддефекации 3 через трубопровод 19 связан с вводом 13 первого сепаратора 11, так что преддефекованный сок из резервуара для преддефекации 3 попадает в первый сепаратор 11. В первом сепараторе 11 образовавшийся в преддефекованном соке коагулят отделяют в виде осадка коагулированного вещества от осветленного преддефекованного сока, причем осадок коагулированного вещества выводится из сепаратора 11 через отвод 17 сепаратора 11, в то время как осветленный преддефекованный сок выводится из сепаратора 11 через отвод 15 сепаратора 11.
На фиг.2 схематически представлен другой вариант осуществления предлагаемого согласно изобретению устройства для преддефекации диффузионного сока сахарной свеклы и/или для получения концентрата несахаристых веществ. Предлагаемое согласно изобретению устройство 1 включает резервуар 3 для обработки известковым молоком диффузионного сока сахарной свеклы и соединенный с ним первый сепаратор 11 для отделения получаемого при преддефекации в резервуаре 3 коагулята от преддефекованного сока. Резервуар 3 наряду с вводом 5 для диффузионного сока и вводом 7 для известкового молока имеет еще ввод 6 для загрузки сгущенной суспензии нефильтрованного сатурационного сока, которую получают из не представленных первой и второй сатурации. Резервуар 3 также имеет отвод 9 для выгрузки полученного преддефекованного сока. Отвод 9 резервуара для преддефекации 3 через линию 19 соединен с вводом 13 первого сепаратора 11, так что преддефекованный сок из резервуара для преддефекации 3 поступает в первый сепаратор 11. В первом сепараторе 11 образовавшийся в преддефекованном соке коагулят отделяют в виде осадка коагулированного вещества от осветленного преддефекованного сока. Осветленный преддефекованный сок выводится через отвод 15 из первого сепаратора 11. Отделенный осадок коагулированного вещества через отвод 17 выгружается из первого сепаратора 11. Отвод 17 через линию 31 связан с вводом 25 второго сепаратора 23, так что осадок коагулированного вещества из первого сепаратора 11 через отвод 17, линию 31 и ввод 25 попадает во второй сепаратор 23. Во втором сепараторе 23 введенный осадок коагулированного вещества концентрируется, причем получают концентрированный осадок коагулированного вещества и более осветленный преддефекованный сок. Концентрированный осадок коагулированного вещества через отвод 27 выгружается из второго сепаратора 23. Полученный во втором сепараторе 23 осветленный преддефекованный сок через отвод 29 выводится из второго сепаратора 23 и по соединенному с ним трубопроводу 33 подается в трубопровод 21, по которому транспортируется осветленный преддефекованный сок из первого сепаратора 11. Таким образом, осветленный преддефекованный сок из второго сепаратора 23 смешивается с осветленным преддефекованным соком из первого сепаратора 11. Смесь осветленных преддефекованных соков из первого сепаратора 11 и второго сепаратора 23 затем вместе через трубопровод 35 и не представленные теплообменники направляется на основную дефекацию.
Пример
Очистка сока с отделением от коагулята преддефекованного сока
Преддефекация
2
30 кг диффузионного сока вводили в обогреваемый резервуар объемом 50 л, снабженный мешалкой, трубкой ввода СО и рН-электродом, и нагревали до температуры 55°С.Через промежуток времени 20 минут к диффузионному соку порциями добавляли известковое молоко вплоть до значения рН оптимальной точки флокуляции стадии преддефекации (примерно 0,1-0,3 г СаО/100 мл сока). Для повышения скорости седиментации затем добавляли полианионный флокулянт (AN 945 или флокулянты фирмы Stockhausen: Тур 2440 или Тур 2540). Образовавшуюся осветленную надосадочную жидкость (осветленный сок) направляли в сборник. Образовавшийся концентрат несахаристых веществ выводили и подавали на мембранный фильтр-пресс или в отстойную центрифугу.
Основная дефекация
25 кг осветленного сока вводили в очищенный обогреваемый резервуар и смешивали с известковым молоком в количестве 0,6 г СаО/100 мл сока (в обычном способе примерно 1,0-1,1 г СаО/100 мл сока). Затем температуру сока повышали до 85°С. Эту температуру поддерживали в течение 20 минут.
Первая сатурация
2
За счет введения СО значение рН в течение промежутка времени 15 минут снижалось до 11,2.
Первая фильтрация
2
2
Сатурационный сок переводили в работающий под давлением нутч-фильтр емкостью 30 л и отфильтровывали. Коэффициент фильтрации полученного нефильтрованного сатурационного сока составлял меньше, чем 0,5 с/см, в то время как коэффициент фильтрации полученного с помощью обычного способа нефильтрованного сатурационного сока составляет примерно 2 с/см.
Вторая сатурация
2
Отфильтрованный сок переводили в очищенный обогреваемый резервуар и нагревали до температуры 95°С. За счет введения СО значение рН снижалось до 9,2.
Вторая фильтрация
Сатурационный сок переводили в работающий под давлением нутч-фильтр емкостью 30 л и отфильтровывали. Получали очищенный сок.
Благодаря заявленному предварительному отделению протеиновой фракции из преддефекованного диффузионного сока может быть снижена щелочность на стадии основной дефекации. В прилагаемой таблице указаны незначительные потребные количества извести, а также достигаемая по сравнению с контрольным экспериментом №1 экономия (в процентах) расходуемой извести.
Таблица
ЭКСПЕРИ-МЕНТ № №
1 (классический способ)
2 (с отделением протеина)
3 (с отделением протеина)
4 (с отделением протеина)
Отделение протеиновой фракции (кг сухого вещества на 100 кг свеклы)
Не производится
0,16
0,24
0,40
Основная дефекация, щелочность (г СаО на 100 мл)
1,2
0,65-46%
0,5-58%
0,4-67%
Потребление извести (м<sup>3</sup> в час) снижение
7
4,5-35%
3,7-47%
Нет данных -
Потребление извести (кг/т) снижение
28
18-35%
18-43%
14-50%