Способ извлечения сахара из раствора мелассы - SU549088A3

1

Изобретение относится к сахарной промышленности , а именно к вопросам, связанным с переработкой растворов мелассы.

Как известно, растворы мелассы содержат в своем составе несахара, которые препятствуют кристаллизации сахара из этих растворов .

Известен способ извлечения сахара из раствора мелассы путем отделения несахаров с помощью катионита в щелочной форме. Однако в этом случае на катионите осаждаются ионы кальция и магния, что в итоге приводит к ухудшению процесса разделения раствора мелассы. При работе по данному способу необходимо предварительно умягчить подлежащий очистке раствор мелассы.

Известен также способ извлечения сахара из раствора мелассы путем пропуска его через колонну с катионитом в кальциевой форме , после чего элюируют сахар и несахара путем подачи обезуглероженной воды на нагруженный раствором мелассы катионит. Таким образом, весь процесс - нагружение катионита и элюирование сахара и несахаров - проводят по известному способу в одной колонне.

Основным недостатком такого способа является низкий выход чистого сахара и длительность процесса (до 9 час).

С целью повыщения сахара и ускорения процесса общее количество катионита (в кальциевой форме) разделяют по крайней мере на две колонны в соотношении 55-75 : : 45-25 об. % и элюацию сахара производят из меньщей части катионита, находящейся в последней колонне, а несахаров - из предпоследних .

Для осуществления способа можно использовать известные гелеобразные и/или макропористые катионообменные смолы, имеющие, например, группы сульфоновой или карбоновой кислоты. Гелеобразные катиониты представляют собой, например, сопол-имеры из мономерных моно- и поливиниловых соедннений .

Катиониты применяют в кальциевой форме, для перевода в которую его предварительно подвергают воздействию раствора, содержащего от 1 до 10 вес. % (от 4 до б вес. %)

хлористого кальция, значение рН которого устанавливают окисью кальция более 9.

Вместо раствора хлористого кальция можно применять сгущенную до 10-20 вес. % сухого вещества несахарную фракцию, катионы которой большей частью являются ионами кальция. Можно с этой целью применять также фракцию, содержащую сахар, поскольку катионы этой фракции являются большей частью ионамн кальция.

На чертеже схематично изображена установка для пзвлечеННя сахара из раствора мелассы .

Установка состоит из трех последовательно соединенных колонн 1-3 одинакового размера . В данном случае каждая из них имеет диаметр 0,25 м и высоту слоя смолы 3,6 м. Общий объем загружаемой в одну колонну смолы равен 500 л.

Общее количество катеонита разделено таким образом, что в колонне 1 и колонне 2 находится 65 об. % (от общего количества), а в колонне 3-35 об. %, причем эти 65 об. % распределены на две первые колонны поровну .

В колонны загружен макропористый катионит с группами сульфоновой кислоты в кальциевой форме, в котором при помощи 4% дивинилбензола образованы сетчатые молекулы .

В состав установки входят также иасосы 4, 5, резервуар 6 для воды и резервуар 7 для мелассы. Имеется также темперирующее устройство для поддержания температуры колонн, воды и мелассы на уровне 90°С.

Для анализа продукта колонны выполнены с трубопроводами 8-10. КрОлМе того, в установке имеется термостат 11, к которому эти трубопроводы подключены, поляри.метр 12, рефрактометр 13 и измеритель электропроводности 14.

Для осуществления способа в начале процесса должны быть открыты только клапаны 15-19 (все остальные - закрыты). Затем включают насос 4 и перекачивают 30 л (что соответствует отношению объема жидкости и объему ионита, равному 0,06) мелассы, имеОбъем фракции, содержащий сахар, составляет от 91 до 98 л., отношение этой фракции к объему применяемой ионообменюгцей температуру 90°С it содержащей 50 вес. % сухих веществ при 61%-ой чистоте , в колонну 1. При этом скорость течения мелассы составляет 3,4 см/мин.

Затем клапан 15 закрывают, а клапан 20 открывают н осун1,ествляют элюацию в колоннах 1 и 2 (клапан 17 открыт и эти колонны сообщены) обезуглероженной ti также нагретой до 90°С водой. Как только в элюате колонны 2 появляется сахар, к ней подсоедния от колонну 3. Прн этом открыты клапаны 20, 16, 17, 21 ( 22. Насос 4 продолжает подавать воду из емкости 6 во все колонны с той же скоростью (3,4 см/мин).

Когда будет установлено, что в элюате колонны 4 больше сахара нет, клапаны 16 и 21 закрывают, а клапаны 23-26 и 18 открывают и включают насос 5.

При таком полол ении клапанов насос 4 начинает подавать воду из емкости 6 непосредственно в колонну 3 со скоростью течения 3,4 см/мин и элюировать сахарную фракцию .

Насос 5 подает нз той же емкости воду в колонны 1 и 2, при этом из последних элюируют несахара со скоростью течения 5,1 см/мин.

Сахарную фракцию (из колонны 3) собирают до тех пор, пока поляриметр не покажет 0,45°. Получаемый после этого элюат собирают вместе с несахарной фракцией, поступающей из колонны 2.

После окончания процесса элюацин сахарной фракции (в колонне 3 больше сахара нет) клапаны 25 и 24 закрывают, а клапаны 16 и 27 открывают. После этого все колонны промывают нагретой до 90°С обезуглероженной водой.

В таблице приведены результаты девяти циклов между двумя операциями регенерации , при этом циклом называется процесс с момента подачи раствора мелассы в колонны до окончания элюирования сахара и несахаров .

ной смолы находится в пределах от 0,196 до 0,182. Во фракции, содержащей сахар, содержится 9,55-10,5 вес. % сухих веществ.

Из данных таблицы видно, что было извлечено в среднем 96,8% содержащегося в мелассе сахара со средней чистотой 91,9%, а из находившихся в мелассе несахаров было отделено в среднем 87,0%.

Фракции, содержащие сахар, сгущают до содержания в них 70% сухого вещества и путем трехступенчатой кристаллизации получают 85% сахара в виде кристаллов.

При работе по описываемому способу вначале злюируются высокомолекулярные вещества (например, красители, воски, полисахариды и рафлноза), затем ди- и моносахариды в такой последовательности: глюкоза, фруктоза, а затем мономерные несахара (на

прПмер, соли аминокислот, карбоновых кислот и минеральных кислот и бетаин).

Формула изобрегения

Способ извлечения сахара из раствора мелассы путем пропуска последнего через катионит в кальциевой форме « элюации сахара водой, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода сахара и ускорения процесса, общее количество катионита разделяют по крайней мере на две колонны в соотношении 55-75:45-25 об. % и элюацню сахара производят из меньшей части катионита , находящейся в последней колонне.

Г

0

Z2

п

21

NxM

L

x

/