повышение эффективности очистки диффузионного сока в

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО
СОКА В СВЕКЛОСАХАРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Студ. Буклей Г.А., проф. Кульнева Н.Г.
ФГБОУВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», Воронеж, Россия
INCREASING OF EFFICIENCY OF DIFFUSION JUICE CLARIFICATION
IN BEET-SUGAR MANUFACTURE
Student Grigory A. Bukley, prof. Nadezhda G.Kulneva
Voronezh state university of Engineering Technologies
При переработке сахарной свеклы качество и выход готовой продукции
существенно зависят от эффективности отделения несахаров, переходящих в
диффузионный сок в процессе экстрагирования сахарозы. В настоящее время
разработано большое количество способов очистки диффузионного сока, но реальный эффект удаления несахаров в условиях производства не превышает 30
% [1]. Повышение эффекта сопровождается усложнением технологической
схемы и увеличением расхода реагентов на процесс очистки [2]. Кроме того, не
все технологические схемы адаптированы к изменяющемуся качеству перерабатываемого сырья.
Рациональной с точки зрения удаления несахаров является схема с отделением коагулята до основной очистки. Присутствующие в диффузионном соке
белковые и пектиновые вещества ухудшают фильтрационно-седиментационные
свойства осадка, что препятствует удалению основного количества несахаров,
осажденных на начальном этапе очистки диффузионного сока, приводит к повышенному расходу оксида кальция на процесс очистки, увеличивает нагрузку
на технологическое оборудование, ухудшает качественные показатели полупродуктов и готовой продукции.
Цель данного исследования – выбор способа очистки диффузионного сока, позволяющего отделить осадок несахаров до основной дефекации.
В процессе исследования очистку диффузионного сока проводили по
3 вариантам: типовой схеме; с частичной карбонизацией преддефекованого сока до рН 10,5 и последующим отделением осадка; с глубокой карбонизацией
преддефекованого сока до рН 8,0, добавлением 0,3 % СаО и карбонизацией до
рН 11,0 с последующим отделением осадка (табл. 1, 2).
Таблица 1 – Показатели преддефекованного сока при различных
способах проведения предварительной обработки
Показатель
Способ предварительной дефекации диффузионного
сока
тис пересатурацией
с частичной карбонизацией преддефепопреддефекованного
вой
сока
кованного сока
Фильтрационный ко12,6
3,2
7,9
3
эффициент, см /с
Цветность, единиц оп- 188
103
129,2
тической плотности
0,52
0,54
Массовая доля белков, 0,9
3
мг/см
Массовая доля солей 0,163
0,111
0,147
кальция, % СаО
При рассмотрении вопросов, связанных с седиментационными и фильтрационными свойствами осадков сахарного производства, необходимо учитывать структуру и размер частиц осадка. Кривые распределения частиц осадка в
преддефекованном соке при различных способах его получения представлены
на рисунке.
70000
Числовая функция
распределения
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
0
5
10
15
20
25
30
Диаметр частиц, мм
Схема с частичной карбонизацией
Схема с пересатурацией
Установлено, что более крупные частицы осадка формируются при проведении предварительной дефекации и последующей глубокой пересатурации
сока.
Таблица 2 – Показатели очищенного сока в зависимости от способа предварительной обработки
Показатель
Способ очистки диффузионного сока
Типовой
С пересатурацией
преддефекованного
сока
90,9
128,3
С частичной карбонизацией
Чистота, %
89,1
90,5
Цветность, единиц
138,1
126,9
оптической плотности
Массовая доля бел3,1
1,9
2,6
ков, г/100 г СВ
Массовая доля солей
0,025
0,017
0,02
кальция, % СаО
Проведенные исследования свидетельствуют о преимуществах схемы
очистки диффузионного сока с использованием глубокой пересатурации. Предлагаемый нами способ включает теплую предварительную дефекацию с возвратом 50 % суспензии сока I сатурации, известкование добавлением 0,20-0,25 %
СаО, подогревание до 80 оС и карбонизацию до рН 7,8-8,2 с целью дегидратации осадка. Далее добавляли 0,25-0,3 % СаО и карбонизировали до рН 11,0,
что
обеспечивало
высокие
адсорбционные
и
фильтрационно-
седиментационные показатели сока. Отделение суспензии несахаров проводили
при температуре 80 оС и введении флокулянта. Преддефекованный осадок
смешивали с суспензией сока I сатурации (50 %), обессахаривали на фильтрпрессах.
Основную дефекацию осуществляли при температуре 80-85 оС добавлением 0,5-1,0 % СаО, карбонизировали до рН 10,8-11,2, фильтровали. При переработке свеклы высокого качества возможна карбонизация до рН 9,0-9,5 (одноступенчатая сатурация). При переработке свеклы пониженного качества фильтрованный сок I сатурации нагревали до температуры 92 оС, проводили дефека-
цию перед II сатурацией добавлением 0,3-0,4 % СаО в течение 5 мин и II сатурацию до рН 9,0-9,5. Сок перед фильтрованием подвергали дозреванию (табл. 3).
При реализации предлагаемого способа в отличие от типовой схемы повышаются фильтрационно-седиментационные свойства преддефеко-ванного
сока и сока I сатурации, цветность сока снижается на 20-30 %, массовая доля
солей кальция - на 30-35 %, чистота очищенного сока повышается на 0,5-0,8 %,
эффект очистки на дефекосатурации увеличивается на 3-4 %, расход оксида
кальция на очистку сока снижается на 0,5-0,7 %.
Проведение глубокой карбонизации преддефекованного сока повышает
эффективность осаждения коллоидных и кристаллоидных соединений диффузионного сока, обеспечивает более полную дегидратацию осадка. За счет удаления несахаров, осажденных на начальном этапе очистки диффузионного сока,
улучшается структура преддефекованного осадка и осадка сока I сатурации, что
обеспечивает более высокую скорость осаждения частиц. При этом уменьшается масса фильтрационного осадка и потери сахарозы в нем.
Таблица 3 – Сравнительная оценка типового и предлагаемого способов
очистки диффузионного сока
Преддефекованный
сок
Сок I сатурации
Очищенный сок
Эффект
очистки на
ФильФильтраМассовая
Цвет- станции
Скорость трацион- Скорость
ционный Чис- доля соосажде- ный ко- осажденость, дефекокоэффи- тота, лей
сатурации,
ния,
эффиния,
усл.
кальция,
циент,
%
%
см/мин
циент,
см/мин
ед.
см3/с
% СаО
3
см /с
Типовая схема очистки
2,2
12,8
3,0
5,5
88,3
0,035
18,0
29,9
2,0
16,6
3,1
6,0
88,2
0,038
17,0
29,8
Схема с глубокой карбонизацией
3,6
4,3
3,6
2,7
89,0
0,026
15,0
34,1
3,8
3,5
4,7
2,2
89,2
0,020
10,4
35,1
4,5
89,1
0,022
11,1
34,8
3,7
3,8
2,5
3,6
5,0
4,2
3,1
88,9
0,023
13,4
34,0
Повышение эффекта очистки диффузионного сока приводит к снижению
массы несахаров на верстате завода в целом, уменьшению выхода мелассы и
потерь в ней сахарозы. Увеличение чистоты очищенного сока позволит повысить выход готовой продукции на 0,20-0,24 %. За счет снижения цветности
очищенного сока увеличится доля сахара стандартного качества, что обеспечит
дополнительную прибыль предприятию.
Библиографический список
1. Решетова, Р.С., Повышение эффективности удаления несахаров из
диффузионного сока [Текст] / Р.С. Решетова, А.Г. Ворвуль. – Сахар, 2011. - №
7. – С. 42-44.
2. Логвин, В. М. Предварительная дефекация с одноступенчатой карбонизацией преддефекованного сока в циркуляционном контуре [Текст] / В. М. Логвин, С. А. Авдиенко. - Сахар, 2011. - № 4. - С. 42-44.