Экономическая целесообразность внедрения биогазовых

Виступи учасників конференції
Шляхи підвищення ефективності технологічних процесів в
сучасній типовій схемі очищення дифузійного соку
Рева Леонід Павлович – д.т.н., професор кафедри технологій
цукру і підготовки води НУХТ
За последние десятилетия в производстве сахара при практически
постоян-ном дефиците свекловичного сырья его качественные
показатели, к сожалению, не улучшались.
Поэтому очень актуальной задачей является рациональное
совершенствование технологических процессов в существующей
типовой схеме очистки диффузионного сока.
Многолетняя эксплуатация на сахарных заводах типовой тёплогорячей схемы очистки диффузионного сока дала по сравнению с
предыдущей “горячей” схемой лучшие результаты, хотя при этом
были выявлены и существенные недос-татки.
Назову два основных: первый – замена в начале прошлого
столетия перио-дических процессов очистки диффузионного сока
(дефекации, первой и второй сатурации), в которых соки постепенно
обрабатывались в течении оптимального времени, на непрерывные
процессы в современных односекционных аппаратах – с низкой
суммарной щелочностью (в сатураторах), с байпасами части
практиче-ски необработанных потоков соков и наличием застойных
зон, с неравномерно-стью времени пребывания соковых элементов –
всё это привело к серьёзному снижению качественных показателей
соков при обеспечении достаточно высоких седиментационнофильтрационных показателей; второй – главный технологиче-ский
недостаток есть значительное ухудшение качества очищенного сока
вслед-ствие растворения и последующей деструкции компонентов
преддефекационного осадка в сильно щёлочной среде и относительно
высокой температуре горячей ступени комбинированной дефекации,
которое возрастает с понижением качества перерабатываемой
свёклы.
Поэтому, рациональные пути совершенствования современной
типовой схемы очистки диффузионного сока должны быть направлены:
1) на разработку и внедрение способов обеспечения максимальной
локальной эффективности очист-ки в отдельных технологических
процессах и, прежде всего, в таких основных как предварительная
дефекация диффузионного сока и первая сатурация; 2) на модернизацию существующих односекционных аппаратов и создание
вариантов ап-паратурного оформления процессов очистки с
постепенной (ступенчатой) обра-боткой соков в секционированных
стр 120
Виступи учасників конференції
дефекаторах; 3) на использование относитель-но дешёвых сорбентов
для дополнительной очистки соков и сиропа; 4) на внедре-ние
разработанных объективных методов технологической оптимизации
процес-сов очистки.
Анализируя типовую схему очистки диффузионного сока,
приходим к выводу, что для эффективной переработки нашего сырья
среднего и пониженного качества, надо обязательно включать в
неё технологию отделения преддефекаци-онного осадка несахаров
до основной дефекации, что естественно несколько ус-ложняет
нынешнюю типовую схему. Поэтому рациональная типовая схема
очист-ки диффузионного сока с отделением преддефекационного
осадка до основной дефекации должна также модернизироваться
в направлении некоторого её упро-щения с переходом к одной
сатурации, но с обеспечением высоких качественных показателей
очищенного сока и относительно низких расходов извести.
Возможность перейти на одну сатурацию (вместо первой и
второй) после реализации отделения преддефекационного осадка
до основной дефекации каза-лась вполне логичной и реальной,
поскольку при пересатурировании такого не-фильтрованного сока
от рН 11 до 9-ти в нём отсутствуют коагуляты белков и пек-тинов,
которые переходили бы в раствор, ухудшая при этом качество
очищенного сока, но, к сожалению, экспериментальная проверка
такого варианта не подтвер-дила эти надежды.
Нашим научным коллективом аспирантов, магистрантов и
студентов, а так-же вместе с отделом очистки соков УкрНИИСПа
был выполнен ряд работ по усо-вершенствованию технологических
процессов типовой схемы очистки сока и, прежде всего, преддефекации
с последующим отделением осадка до основной дефекации, и с
переходом на одну сатурацию.
Из испытанных способов отделения преддефекационного осадка,
пожалуй, лучшим можно считать разработанный отделом очистки соков
УкрНИИСП и вне-дренной на Городокском сахарном заводе вариант
дефекосатурации до рН ~ 11 подщелоченного преддефекованного
сока с последующим отделением преддефе-косатурационного осадка
в отстойниках и фильтрованием в смеси со сгущенной суспензией
осадка ІІ сатурации.
Однако, при её технологическом преимуществе – приросту общего
эффекта очистки до 10 % – эта схема к двум основным сатурациям
типовой схемы добав-ляет ещё преддефекосатурацию.
Поэтому поиск был направлен на модернизацию преддефекации,
которая позволила бы несложным образом отделить непосредственно
преддефекационный осадок, повысив при этом значительно скорость
его осаждения, но и сохранив ка-чественные показатели соков.
стр 121
Виступи учасників конференції
Возврат к диффузионному соку перед преддефекацией 100
% пересатуриро-ванного нефильтрованного сока І сатурации по
известному способу Виклунда способствует резкому повышению
скорости осаждения, но и приводит также к опасному снижению
качественных показателей соков.
При возврате к диффузионному соку перед преддефекацией
различных ко-личеств
пересатурированного
до
рН ~ 8
преддефекованного сока: 25, 50, 75 и 100 % было обнаружено,
что при повышении этого возврата до 50 % скорость осаждения
преддефекационного осадка возрастает до 6 см/мин (т.е в 3 раза),
по-зволяет таким образом отделять преддефекационный осадок в
отстойниках и при этом качественные показатели соков почти не
ухудшаются, а с отделением пред-дефекационного осадка общий
эффект очистки диффузионного сока увеличивает-ся почти на 8 %.
Таким образом, можно рекомендовать к промышленным
испытаниям и вне-дрению усовершенствованную технологию
предварительной дефекации с рецир-куляцией к диффузионному
соку ~ 50 % пересатурированного преддефекованного сока и
последующим отделением преддефекационного осадка в отстойниках.
Тёплую ступень комбинированной тёпло-горячей дефекации
следует прово-дить в небольшом секционированном реакторе с
временем пребывания порядка 5…7 минут, необходимого лишь
для растворения твёрдой фазы извести (вместо громадных
нетехнологичных дефекаторов Ш1-ПДХ с временем пребывания
до 30 минут). Горячую ступень также необходимо проводить в
секционированном реак-торе (с хорошим перемешиванием в каждой
секции) и возможностью регулирова-ния времени пребывания от 15
до 5 минут в зависимости от качества перерабаты-ваемой свёклы
вместо существующих на заводах нетехнологичных односекцион-ных
аппаратов с байпасами и застойными зонами типа ОД и Ш1-ПДГ.
Проблема перехода на одну сатурацию очень осложняется
тем, что даже в отсутствии в дефекованном соке компонентов
преддефекационного осадка в про-цессе постепенного сатурирования
такого дефекованного сока от исходной до ко-нечной щёлочности
порядка 0,02 % СаО и рН ~ 9,2, на первом этапе карбонизации
доминирует
адсорбция
несахаров
анионного
характера
на
образующемся осадке СаСО3, которая постепенно уменьшается
и, наконец, переходит в обратный про-цесс – т.е. десорбцию
адсорбированных перед этим несахаров из осадка карбоната кальция.
В результате серии экспериментов было установлено, что
в зоне рН при-мерно 11,1 и щёлочности ~ 0,1 % СаО процессы
адсорбции несахаров на карбонате кальция и их десорбции как бы
уравновешиваются. При этом возникает закон-ный вопрос, как же
стр 122
Виступи учасників конференції
минимизировать десорбцию несахаров из поверхности частиц СаСО3
при карбонизации системы с одной сатурацией ниже рН 11,0.
Поиск различных для этого путей привёл нас к варианту
минимизации са-мой поверхности десорбции путём укрупнения
агрегатацией частиц осадка СаСО3 (адсорбировавших перед этим
несахара) в крупные агрегаты введением в сатури-руемую систему
флокулянтов Magnaflok LT–27 или активированной кремниевой
кислоты (АК) в зону рН ~ 11,2.
Проведенные сравнительные исследования показали, что схема
с отделени-ем преддефекационного осадка и одной сатурацией с
введением флокулянтов Magnaflok LT–27 или АК в зону рН ~ 11,2
способствует агрегатации частиц сату-рационного осадка, позволяет
избежать значительной десорбции несахаров и обеспечивает хорошие
качественные показатели, даже лучше, чем обычная типо-вая схема
с двумя сатурациями, при этом прирост чистоты очищенного сока составил ~ 0,5 %.
К тому же, упрощённая технологическая схема очистки
диффузионного со-ка с отделением осадка несахаров до основной
дефекации и одной сатурацией имеет более простой аппаратурнотехнологический комплекс, чем обычная типо-вая схема с двумя
сатурациями, позволяя при этом достичь лучшей эффективности очистки сока. Эту упрощённую схему можно рекомендовать к
промышлен-ным испытаниям и внедрению.
Основные элементы такой схемы были успешно апробированы
на несколь-ких сахарных заводах: отделение преддефекационного
осадка на заводах RT–Oreye и Городокском, промышленная
эксплуатация
одной
адсорбционной
сатура-ции
на
заводе
Леопольдсдорф и кратко изложенные в этом сообщении дополнительные меры по совершенствованию существующей типовой
схемы: это возврат пересатурированного преддефекованного сока
к диффузионному для обеспечения отделения преддефекационного
осадка до основной дефекации и укрупнение ад-сорбировавших
перед этим частиц карбоната кальция введением флокулянтов в
систему одной сатурации.
стр 123