CC BY
117
УДК 664.1.039 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ИЗВЕСТКОВО-УГЛЕКИСЛОТНОЙ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА В.А. Голыбин, доктор технич. наук; В.А. Федорук, кандидат технич. наук; Е.А. Денисова ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»
UDC 636.32/.38.086.2 IMPROVEMENT TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN LIME-CARBON DIOXIDE PURIFICATION OF RAW JUICE
Отечественная схема углекислотной очистки диффузионного сока имеет основной недостаток -относительно низкую эффективность реакций взаимодействия в отдельных аппаратах используемых химических реагентов с присутствующими несахарами.
При проведении очистки
диффузионного сока при изменении качества поступающей на переработку свеклы следует корректировать режимы известковой обработки фильтрованного сока I сатурации (расход СаО, продолжительность дополнительной дефекации), осуществлять
двухступенчатую II сатурацию с быстрой предсатурацией при повышенном значении рН, проводить дозревание нефильтрованного сока II сатурации с управляемой интенсивностью
перемешивания, дифференцированно подходить к обоснованию как включения в работу процесса сульфитации сока, так и ее параметров. Ключевые слова: сахарная промышленность, очистка диффузионного сока, сатурация, дозревание, сульфитация
Golybin V.A., Dr.Tech. Sci. Fedoruk V.A., Cand. Tech. Sci. Denisova E.A. FSBEI HPE "VSUET" [email protected] M3BecTKOBO- The domestic scheme in lime-carbon dioxide purification or raw juice has the main drawback - the relatively low efficiency of the reactions of the chemicals in of individual units used with present non-sugars.
When cleaning the raw juice at changing of beet quality coming to the beet processing modes should be adjusted during lime juice processing of filtered juice of the Ist saturation (CaO consumption, duration of additional defecation), carried a two-stage IInd saturation with rapid pre-saturation at elevated pH, conducted ripeninged unfiltered juice of the IInd saturation with controlled mixing intensity, approached differently to the substation as inclusion in the work process of juice sulfitation, and its parameters.
Keywords: sugar industry, raw juice purification, saturation, maturation, sulfitation
Современная технологическая схема очистки известковым молоком и сатурационным газом, существующая на свеклосахарных заводах, позволяет за счет реакций коагуляции, осаждения, адсорбции удалить до 35 % несахаров, содержащихся в диффузионном соке. Основная часть растворенных несахаров, оставшихся в очищенном соке, в конечном итоге переходит в мелассу, на долю которой приходятся основные потери сахарозы в производстве (12-15 % и более к массе введенной в состав свеклы сахарозы).
В ранее выполненных исследованиях нами рекомендована последовательность технологических операций первого этапа
известково-углекислотной очистки диффузионного сока [1]. Целью настоящего исследования явилось научно-практическое обоснование параметров технологических операций завершающего этапа известково-углекислотной очистки (ИУО) диффузионного сока.
Отечественная схема ИУО диффузионного сока, включающая теплую прогрессивную предварительную дефекацию (ППД), тепло-горячую основную дефекацию, I сатурацию, фильтрование, дополнительную известковую обработку фильтрата сока, II сатурацию, фильтрование имеет основной недостаток - относительно низкую эффективность реакций взаимодействия в отдельных аппаратах используемых химических реагентов с присутствующими несахарами [2].
Наряду с другими, главной задачей первого этапа очистки диффузионного сока является достижение нормативной степени термощелочной деструкции вредных несахаров (РВ и азотистых соединений) при высоком адсорбционном эффекте образовавшихся продуктов распада в условиях относительно высокой щелочности карбонизации гидроксида в процессе I сатурации [3].
При невыполнении этого важного условия однозначно ожидаемым является снижение эффекта очистки сока на завершающем этапе очистки при проведении II сатурации фильтрованного сока, что ухудшит качество очищенного сока.
С целью проведения завершающего этапа очистки в оптимальных условиях, а также повышения эффекта удаления несахаров и снижения содержания кальциевых солей процесс II сатурации необходимо проводить в две ступени при расходе извести на дефекацию перед II сатурацией в интервале 0,25-0,45 % СаО с учетом качества свеклы и обязательным повторным использованием всей карбонатной суспензии на прогрессивной преддефекации. Быстротечная предсатурация гидроксида кальция в вертикальном восходящем потоке сока в состоянии интенсивной турбулизации способствует эффективной адсорбции красящих веществ на поверхности образующихся частиц карбоната кальция с положительным поверхностным зарядом. После предсатурации основная стадия II сатурации проходит в сатураторе при оптимальном значении рН, что способствует максимальной декальцинации очищаемого сока [2].
Такой вариант сатурации не приводит к увеличению расхода извести на дополнительную дефекацию для получения большего количества суспензии, возвращаемой на ППД, и снижает за счет этого возврат нефильтрованного сока I сатурации или его сгущенной суспензии. Снижение расхода извести на основную дефекацию приведет к заметному ухудшению адсорбционной очистки в условиях I сатурации. В результате часть введенного на дополнительную дефекацию оксида кальция при его карбонизации будет образовывать адсорбционную поверхность в условиях низкой щелочности II сатурации, где эффект адсорбции красящих веществ значительно ниже.
Предлагаемый вариант двухступенчатой II сатурации способствует повышению на 25-30 % эффекта адсорбции карбонатом кальция, увеличению чистоты сока II сатурации, снижению на 15-18 % цветности очищенного сока. Это достигается за счет высокой дисперсности образующихся в процессе предсатурации частиц карбоната кальция, имеющих положительный электрокинетический потенциал.
Для снижения степени карбонатного пересыщения нами рекомендуется проводить дозревание сока II сатурации, так как присутствие в поступающем на ИУО диффузионном соке значительных масс несахаров вызывает на последующих операциях затруднения, обусловленные кальциевыми солями: интенсивное отложение накипи на поверхности теплообмена, ухудшение кристаллизации сахарозы, увеличение вязкости сгущенных сахарных растворов.
Нами были проведены исследования по влиянию интенсивности перемешивания на эффективность дозревания сока II сатурации. При увеличении величины критерия Re до 5,3-104 произошло снижение цветности сока почти на 19 % и солей кальция на 4,7 %. Дальнейшее возрастание критерия Re до 8,8-104 и более вызывало увеличение цветности сока при отрицательном эффекте снижения содержания кальциевых солей. Таким образом, повышенная интенсивность перемешивания в процессе выдержки сока (Re > 6,5-104) неблагоприятно сказывается на показателях его качества. Повышение цветности и кальциевых солей можно объяснить интенсивными окислительными процессами, в т.ч. и сахарозы, за счет кислорода воздуха вследствие высокой турбулизации сока, а также возможным растворением микрочастиц карбоната кальция с переходом противоионов несахаров в раствор.
Завершающей технологической операцией очистки диффузионного сока является сульфитация - обработка фильтрованного сока II сатурации диоксидом серы. К установлению параметров осуществления этой операции следует подходить дифференцированно с учетом качества свеклы и химического состава несахаров.
Необходимым условием эффективной сульфитации является достижение в процессе II сатурации состояния, соответствующего оптимальной щелочности сока, что исключает присутствие в нем свободной известковой щелочности. Проведение сульфитации сока целесообразно лишь для сатурационного сока с высокой натуральной щелочностью.
Таким образом, при проведении завершающего этапа очистки диффузионного сока при изменении качества поступающей на переработку свеклы следует корректировать режимы известковой обработки фильтрованного сока I сатурации (расход СаО, продолжительность дополнительной дефекации), осуществлять
двухступенчатую II сатурацию с быстрой предсатурацией при повышенном значении рН, проводить дозревание нефильтрованного сока II сатурации с управляемой интенсивностью перемешивания, дифференцированно подходить к обоснованию как включения в работу процесса сульфитации сока, так и ее параметров.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Голыбин, В. А. Факторы эффективности операций первого этапа известково-углекислотной очистки диффузионного сока [Текст] / В. А. Голыбин, В. А. Федорук, М. А. Лавренова // Вестник ВГУИТ, 2013. -№ 2. - С. 182-187.
2. Повышение эффективности завершающего этапа известково-углекислотной очистки диффузионного сока [Текст] / В.А. Голыбин, В.А. Федорук, О.С. Насонова, А.Н.Горохов // Вестник ВГУИТ, 2013. - № 3. - С. 191-196.
3. Пути повышения эффективности получения и очистки производственных сахарсодержащих растворов [Текст] / Н.Г. Кульнева, В.А. Голыбин, В.А. Федорук, О.Л. Мещерякова // Вестник ВГУИТ. -2012. - № 1. - С. 165-170.
