Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку icon

Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку


Скачать 65.56 Kb.
НазваниеЛекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку
Размер65.56 Kb.
ТипЛекція


Лекція 3

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ОТРИМАННЯ ДИФУЗІЙНОГО СОКУ


Обґрунтування факторів впливу окремих чинників на ефективність отримання дифузійного соку з цукрових буряків. Способи підвищення якості дифузійного соку. Застосування додаткових реагентів в процесі екстрагування цукрози з бурякової стружки. Величина відкачки та її вплив на техніко-економічні показники роботи заводу. Підготовка живильної води. Мікробіологічні процеси на дифузії. Можливості впливу на ступінь пресування сирого жому. Визначення кількості сирого та пресованого жому. Ефективні способи підготовки жомопресової води.


^ 3.1. Обґрунтування факторів впливу окремих чинників на ефективність отримання дифузійного соку з цукрових буряків


Видалення цукрози з бурякової тканини проводиться способом екстракції (дифузією), який був запропонований у 1833 р. Нашим співвітчизником Д.А.Давидовим, а широкого практичного застосування набув у 1864 р. завдяки винаходу чеха Юліуса Роберта – конструкції дифузора і дифузійної батареї періодичної дії.

Безперервно діючі дифузійні установки стали вагомим досягненням техніки цукробурякового виробництва. Вони забезпечили значний ріст продуктивності праці, відсутності такого відходу як дифузійна вода. Проте технологічно вони не так досконалі, як дифузійні батареї, що пов’язано в першу чергу з необхідністю роботи з більш товстою стружкою. Необхідна ступінь знецукрення стружки за оптимальної відкачки забезпечується шляхом збільшення тривалості процесу та віджиманням жому з обов’язковим повертанням на дифузію ж/п води.

Дифузія є тим важливим технологічним процесом цукрового виробництва, від правильного проведення котрого залежать вихід та якість готової продукції та проходження подальших окремих технологічних процесів. Сама ж технологічна якість дифузійного соку залежить в основному від кількості ВМС, що перейшли з клітинного соку в дифузійний. Останні мають сильний вплив на різні процеси очищення та уварювання соків, але превалюючим є в’язкість очищуваного соку, що не тільки істотно впливає на фільтраційну здатність карбонізованих соків, але й на швидкість уварювання та центрифугування утфелів. І хоча частина ВМС видаляється в процесі очистки, але залишкова кількість їх істотно впливає на в’язкість, особливо під час переробки підморожених чи підгнивших буряків. Одним із найшкідливіших ВМС є пектин, молекули котрого у порівнянні наприклад з декстрином менші, але вони мають здатність до утворення асоційованих компонентів соку, що значно підвищує в’язкість.

Дифузійний процес залежить від ряду факторів, найвагомішими з котрих є:

  • кількість води, що подається в апарат, та величина відкачки;

  • якість живильної води;

  • температура процесу;

  • тривалість дифузії.


3.2.1. Відкачка

Відкачка (або кількість дифузійного соку у відсотках до кількості перероблених буряків) відіграє одну з найважливіших ролей в дифузійно-екстракційному процесі. Вона впливає не тільки на втрати цукру з жомом, але й на витрату палива на виробництво, на вихід та якість цукру-піску. Величина відкачки у % до кількості буряків розраховується за рівнянням

^ А = 100[Дг –Втр]/ Цд.с..


Згідно рівняння П.М. Сіліна ступінь вилучення цукрози з бурякової стружки підвищується зі збільшенням величини відкачки дифузійного соку. Відкачка соку визначається певним ступенем знецукрення бурякової стружки і залежить від різних факторів: товщини стружки, температурного режиму, тривалості екстрагування, гідродинамічних умов в апараті. З точки зору економії паливних матеріалів, відкачку соку необхідно тримати найбільш можливо низькою, що пов’язано з додатковим витратами палива для випарювання води з цукрових розчинів.

В УкрНДІЦП провели розрахунки та виразили графічно вплив величини відкачки на техніко-економічні показники виробництва.




НЕСдс – додатковий перехід нецукрів у дифузійний сік,% до к.б.;

^ СаО - додаткова витрата вапна на очищення, % до к.б.,

САХбс вміст цукрози у товарному білому цукрі, % до к.б.;

αту - додаткова витрата палива на випаровування води, т/100 т б.;

САХбс+САХмдодаткова кількість цукру в мішку та в мелясі;

Э - додаткова економія від зниження втрат цукру в жомі, у.о/100 т б.;

Х - втрати цукру в жомі, до к.б.;

Жт - додатково вироблений товарний жом, на 100 т б.


Аналіз графіка показує, що підвищення відкачки з 120 до 135% призведе до додаткової витрати умовного палива на 0,19%, додатковій витраті вапнякового каменю на 0,16%, що навряд чи окупиться збільшенням виходу білого цукру на 0,055%.

Ступінь знецукрення визначається величиною так званих врахованих втрат при екстрагуванні. Під цим розуміють вміст сахарози, який залишається у жомі. Дослідження показали, що порції соку, одержані з надмірно знецукреної стружки, містять велику кількість нецукрів, що негативно впливає на технологічні процеси під час очищення дифузійного соку та кристалізації сахарози, тим самим спричинюючи підвищений вміст сахарози у мелясі. Підвищений вміст нецукрів пов’язаний з тим, що швидкість їх екстрагування, знижена при високій цукристості, поступово підвищується порівняно зі швидкістю екстрагування сахарози. Внаслідок цього знижується чистота соку. Тому були визначенні оптимальні межі знецукрення стружки і рекомендовані як нормативні у межах 0,3-0,35%.


^ 3.2.2. Вплив якості живильної води на технологічні показники дифузійного та очищеного соків


Ефективність процесу вилучення сахарози з бурякової стружки в значній мірі залежить від якості живильної води та способу її підготовки

Джерела водопостачання цукрових заводів, як правило, не забезпечують необхідну якість води, що призводить до значних труднощів в технологічному процесі. Так, наявність мінеральних та органічних сполук, колоїдних домішок у барометричній воді негативно впливає на технологічні показники дифузійного соку. Крім того, на технологічний процес негативно впливає високе значення показника рН20 живильної води: пектинові реовини бурякової тканини розкладаються, стружка розм’якає, вкривається слизом, внаслідок чого процес екстрагування сахарози значно утруднюється, а жом втрачає здатність до віджимання

Визначенню оптимальних показників якості живильної води, що використовується в процесі екстрагування сахарози з бурякової стружки в дифузійних установках безперервної дії, було присвячено велику кількість робіт вітчизняних, та зарубіжних науковців по дослідженню впливу хімічного складу використовуваних вод на технологічні показники роботи цукрових заводів. На думку багатьох дослідників, підвищений вміст у живильній воді лужних металів, солей кальцію та магнію створює негативний вплив на технологічний процес і призводить до підвищених втрат цукру з мелясою С. Бетгер своїми дослідженнями довів, що підвищення жорсткості живильної води, яка надходить до дифузійної установки, в 5-10 разів, є основною причиною підвищення виходу меляси з 3,6 % до 4,5-5,0 %.

Думку про негативний вплив високої жорсткості води на процес екстрагування сахарози підтримує М.П. Сілін. М.Д. Зуєв зауважує, що живильна вода виявляє значний вплив і на кількість та склад накипу у випарній установці .

Тривалий час дослідники вважали, що нецукри живильної води адсорбуються буряковою стружкою, а незначна їх кількість, що залишається у соку, не призводить до погіршення технологічних показників дифузійного соку. Але дослідженнями було визначено, що 85-90 % аніонів, введених із живильною водою, залишається в соку у зв’язку з недостатністю тривалості процесу вилучення сахарози для вирівнювання концентрацій електролітів у системі.

Крім того, одним із важливих показників якості живильної води, який суттєво впливає на процес екстрагування сахарози із бурякової стружки, є її мікробіологічна забрудненість. Живильна вода є одним із джерел інфікування дифузійного апарату , що призводить до розвитку мікробіологічних процесів, а отже, до збільшення втрат сахарози, і негативно впливає на ефективність роботи не лише дифузійної установки, але і виробництва в цілому.

Отже, аналіз наукових робіт, присвячених дослідженню впливу екстрагента на якісні показники отримуваних дифузійних соків, показав, що необхідною є підготовка екстрагента перед подачею його в дифузійний апарат. Вважається , що підготовка має забезпечити отримання екстрагента середньої жорсткості, з високим ступенем буферності і із оптимальним для процесу дифузії значенням рН20.

Крім того, тенденція до загального погіршення якості води в природних водоймах вимагає необхідності максимального використання в якості екстрагенту для процесу вилучення сахарози з бурякової стружки альтернативних джерел водних ресурсів. Використання жомопресової води та конденсатів вторинних сокових парів дозволяє вирішити питання живильної води для дифузійної установки. Проте на більшості цукрових заводів зазначені води не використовуються для живлення дифузійної установки, що пов’язане з необхідністю хімічного очищення жомопресової води та високою лужністю конденсатів, зниження якої шляхом сульфітації від рН20 10-10,5 до 5,8-6,5 утруднене. Необхідно також відмітити, що сульфітація живильної води малоефективна з точки зору її дезінфекції.

Отже, очищенню живильної води для дифузійних установок необхідно приділяти максимальну увагу. Під час розроблення способу підготовки живильної води першочерговим є вирішення наступних питань

  • вода не повинна містити домішок, які призводять до ускладнення технологічних процесів на наступних станціях заводу;

  • значення рН20 середовища, буферність і температура мають відповідати оптимальним умовам ведення процесу;

  • забезпечення стерилізації живильної води, як основного джерела інфікування дифузійної установки.



3.2.3. ТЕМПЕРАТУРА.


Для ефективної і продуктивної роботи дифузійної установки важливо визначити і підтримувати оптимальні температурні умови. Температурний режим і тривалість процесу визначається ступенем денатурації білків бурякової тканини, зміною структури клітинних стінок, найменшим перебігом мікробіологічних процесів, якістю одержаного дифузійного соку, що б забезпечило високу ефективність проведення наступних стадій при його очищенні. Розглянемо значення факторів, які визначають температурний режим процесу екстрагування.

Найбільш поширеним методом денатурації білків клітинної стінки є теплове оброблення. Процес плазмолізу відбувається повільно при температурі до 60 С. При підвищенні температурі до 70 С швидкість процесу плазмолізу збільшується, при цьому білкові та пектинові речовини незначно переходить в сік, залишаючись в клітині. При температурі 80 С денатурація протоплазми бурякової тканини відбувається достатньо швидко протягом 3…5 хв. Подальше нагрівання призводить до руйнування стінок та підвищеного переходу пектинових речовин у сік. Оптимальними умовами термоплазмолізу є дія температури 75 ºС протягом 40 хв. Отже, температурний режим процесу екстрагування впливає на плазмоліз клітин бурякової тканини та швидкість екстрагування сахарози з них. З іншого боку, процес дифузії є головним механізмом переміщення сахарози з бурякової стружки. Оскільки дифузія є наслідком теплового руху молекул, то коефіцієнт дифузії залежить, головним чином, від температури . Тому, з точки зору впливу температури на швидкість дифузії сахарози, треба було б приймати більш високі температури. Практично це означає, що при використанні високих температур, за інших рівних умов, досягається краще знецукрювання стружки, ніж при низьких.

Для зменшення розвитку мікробіологічних процесів та спричинених ними втрат сахарози внаслідок розкладання потрібно підтримувати температуру не нижчу 70 С. Але при значному підвищенні температури відбуваються зміни структури стружки та погіршується її здатність до віджимання. В результаті набрякання пектинових речовин заклеюється система капілярів клітинної тканини стружки, що уповільнює вилучення сахарози шляхом дифузії та спричиняє підвищення втрат сахарози з жомом. Розчинення клітинних стінок, крім того, негативно впливає на якість соку, призводить до погіршення його фільтраційних властивостей .

Отже, вищеназвані фактори визначають ступінь теплостійкості буряків і верхню межу застосовуваних температур. Від температурного режиму процесу екстрагування в значній мірі залежать такі показники як втрати сахарози в жомі, чистота дифузійного соку, швидкість фільтрування соку 1 сатурації тощо. При встановленні температурного режиму для процесу екстрагування треба враховувати його тривалість. При прискореному темпі процесу екстрагування температурний максимум допускається більш високий, ніж при повільному.

Отже, оптимальною температурою, з точки зору її найменшого негативного впливу на хімічні перетворення речовин, що входять до складу цукрових буряків, вважається температура 70-75 С. При цьому температура у кінцевій частині апарата має бути нижчою на 5-10 С.


3.2.4. ТРИВАЛІСТЬ


Питання тривалості процесу екстрагування сахарози та перебування бурякової стружки у дифузійному апараті тісно пов’язане з завантаженням апарата. Так, під час роботи з повним навантаженням тривалість перебування стружки у колонних дифузійних апаратах КДА становить 73-80 хв. Тривалість перебування стружки в нахилених апаратах типу Dds залежить, в першу чергу, від частоти обертів шнеків і складає при n=0,9–0,6 об/хв. відповідно 100-135 хв. У ротаційних апаратах тривалість процесу можна зменшити за рахунок збільшення частоти обертів барабана з 19-21 до 30 за годину, що дозволить скоротити тривалість перебування стружки з 100 до 76-80 хв..

Необхідно зазначити, що при збільшенні тривалості процесу екстрагування кількість сахарози, що переходить у сік, збільшується, що випливає з рівняння П.М. Сіліна. Це відбувається за рахунок вирівнювання концентрацій сахарози між стружкою та соком, тому зі збільшенням тривалості процесу зменшується різниця концентрацій і внаслідок цього зменшується швидкість екстрагування сахарози. Отже, з практичної точки зору, при екстрагуванні не доцільно надмірно збільшувати тривалість процесу. Крім того, зі збільшенням тривалості значно підвищується перехід нецукрів у дифузійний сік, що погіршує його технологічну якість. Особливі проблеми створюються внаслідок збільшення тривалості екстрагування при переробленні некондиційної сировини з високим вмістом розчинних пектинових речовин у клітинному соку.


^ 3.2.5. ЯКІСТЬ СТРУЖКИ


З рівняння Сіліна випливає, що ступінь вилучення сахарози з бурякової стружки зростає зі збільшенням активної поверхні екстрагування, яка залежить від довжини 100 г стружки. Згідно вимог, бурякова стружка має бути пружною, містити незначну кількість браку, а її шар повинен мати гарні фільтраційні властивості. Висока якість бурякової стружки є однією з головних умов для нормальної роботи дифузійної установки. Основною характеристикою якості бурякової стружки є число Сіліна. Для оцінки якості бурякової стружки, з точки зору створюваного нею опору соковому потоку, К. Бьеркхог ввів поняття “фактор стружки” або “шведське число”. Зі збільшенням значення фактора стружки вище 10 збільшується проникність стружки. Фактор стружки, при якому досягається максимальне значення проходження соку, дорівнює 20.

На якість отриманої бурякової стружки впливає ряд факторів, таких як конструкція бурякорізок, швидкість різання, система дифузійних ножів і якість їх заточування, правильна установка ножів і рам, якість буряків, очищення буряків від каміння і домішок.

Продуктивність дифузійної установки, вміст цукру в жомі та в певній мірі якість дифузійного соку зумовлені якістю стружки, що оцінюється такими показниками:

- загальною довжиною 100 г стружки;

- величиною шведського фактора (не менше 10);

- кількістю браку та кількістю мезги (не більше 5%).

Крім того, основними технологічними вимогами до стружки є:

- гладкість поверхні:

- рівномірність у перерізі по довжині;

- достатня міцність на розрив, вигин та зминання;

- хороша проникність протягом всього процесу сокодобування;

Зокрема, здоровий кондиційний буряк необхідно зрізувати в дрібну ромбоподібну і квадратну стружку, а для буряка погіршеної якості дозволяються і інші форми, наприклад пластинчаста, рифлена. При зрізуванні ж підгнилих чи підморожених буряків рекомендується товста пластичаста, ромбовидна чи квадратна.

Оптимальною формою поперечного перерізу є ромбовидна і квадратна, що сприяє на відміну від пластинчастої більш високою швидкістю і рівномірністю знецукрення, більшим опором згину і проникнення в шарі.

Для отримання високоякісної бурякової стружки необхідно:

- достатньо повне очищення буряків від сторонніх домішок і забруднень:

- мінімальне пошкодження і подрібнення коренеплодів;

- якісна підготовка бурякорізок до експлуатації;

- забезпечення високої кваліфікації набирача ножів;

- своєчасна заміна бурякорізальних ножів.

Вважається, що відцентрові бурякорізки поступаються дисковим і барабанним за якістю отримуваної бурякової стружки, натомість вони мають такі переваги, як можливість контролю за якістю стружки з кожного ножа, регулювання ножів на ходу, видалення сторонніх предметів без зупинки

Необхідно відмітити, що впровадження нової технології вирощування і збирання цукрових буряків помітно відобразилося на якості сировини. В перероблення надходить сировина з додатковою масою верхівкових головок коренеплодів, хвостиків, які відрізняються за фізичними властивостями і хімічним складом від очищених буряків. Неповне видалення гички, наявність необрізаних головок, велика кількість уламків коренів ускладнює роботу бурякорізок, спричинює зміну довжини бурякової стружки та збільшення в ній вмісту браку. Тому в наш час якість стружки на цукрових заводах не відповідає нормативним вимогам. Встановлено, що кожний процент зеленої маси у буряках перед бурякорізками призводить до зменшення цукристості стружки на 0,3%, чистоти дифузійного соку на 0,4-0,5%, збільшення вмісту цукру в мелясі на 0,25-0,30% до к.б.

Важливе значення при екстрагуванні має пружність бурякової стружки. Пружна стружка забезпечує більшу швидкість і повноту вилучення з неї сахарози. В процесі екстрагування на бурякову стружку діють зовнішні сили, які залежать від швидкості потоку та інших факторів, в результаті чого стружка деформується та її шар ущільнюється. Це призводить до блокування поверхні стружки і часткового її подрібнення, що погіршує проникність шару стружки. Механічна дія на бурякову стружку транспортних механізмів у дифузійних установках безперервної дії викликала необхідність застосування стружки більшої товщини, яка має високу механічну пружність. Пружність стружки збільшується зі збільшенням модуля пружності бурякового кореня, зменшенням величини деформованого шару на поверхні стружки, зменшенням вмісту мезги і браку. В процесі екстрагування сахарози фізико-механічні властивості та характеристики бурякової стружки змінюються. Пружність стружки зменшується внаслідок теплового оброблення.

Мезга. В дифузійних установках безперервної дії відбувається подрібнення бурякової стружки, яке має як позитивний, так і негативний вплив. З одного боку, при подрібненні стружки зменшується шлях руху молекул сахарози із бурякової тканини в рідину, а з іншого – погіршується фільтраційна здатність шару стружки для екстрагенту, що спричиняє порушення процесу екстрагування в апараті. Крім того, при подрібненні стружки утворюється мезга, яка негативно впливає на якість дифузійного соку та гідродинамічні умови у дифузійному апараті. Згідно технології очищення дифузійного соку, мезга відділяється механічним шляхом на мезгоуловлювачах і повертається у дифузійний апарат.


^ 3.2. Способи підвищення якості дифузійного соку

Основними факторами, що сприяють підвищенню чистоти дифузійного соку, є наступні:

  • покращання технологічних якостей цукрових буряків;

  • інтенсифікація процесу екстрагування цукрози зі стружки;

  • правильна підготовка живильної води на дифузію;

  • максимально можливе видалення з дифузійного соку мезги.


Звісно, що стратегічним напрямком підвищення чистоти дифузійного соку є покращення технологічних якостей цукрових буряків та відповідно чистоти клітинного соку. Проте цього можна добитися також шляхом вдосконалення та інтенсифікації технологічних процесів сокодобування.

Аналіз теоретичних та експериментальних досліджень з технології вилучення сахарози з бурякової стружки показав, що одним із ефективних шляхів покращення якості отримуваних соків і підвищення ефекту очищення в процесі екстрагування є стабілізація високомолекулярних сполук в буряковій клітині. Тому актуальним є пошук ефективного способу утримання нецукрів в бурякових клітинах, який би одночасно не сповільнював процес екстрагування сахарози через клітинні мембрани. З цією метою було розроблено ряд способів, які передбачають дію фізичних та хімічних чинників на бурякову стружку.

Як зазначалося вище, від проведення попереднього теплового оброблення стружки залежить швидкість і повнота вилучення сахарози та показники якості дифузійного соку. Інтенсивне попереднє теплове оброблення стружки дозволяє збільшити тривалість активного екстрагування в загальному процесі і тим самим підвищити за всіх інших рівних умов, ступінь знецукрення стружки, тобто зменшити втрати сахарози в жомі. Аналіз результатів теоретичних та практичних досліджень, наведених в роботі І.А.Олійника, А.В. Садича та В.В. Манка, свідчить, що інтенсифікувати процес екстрагування в нахилених дифузійних апаратах можливо за рахунок удосконалення попередньої теплової обробки бурякової стружки соком або з використанням пари. Ошпарювання стружки насиченою парою протягом 8 секунд досить ефективне і сприяє підвищенню чистоти дифузійного соку на 1-1,5 %, порівняно з роботою ошпарювача, де як теплоносій використовують тільки дифузійний сік.


Інтенсифікація процесу екстрагування цукрози зі стружки можлива шляхом підвищення температури в процесі та скорочення тривалості. Проте, суттєвої інтенсифікації процесу екстрагування можна досягнути лише за переробки буряків доброї якості, що дозволяє підвищити температуру в головній частині апаратів до 82-85оС (4м від початку) та середньої температури вище 70 оС. Крім цього, необхідно чітко витримувати якість стружки, правильність її загрузки, витримування рівня в апараті, стабільний відбір дифузійного соку та ін..

Практика ряду цукрових заводів показала, що можливо добитися тривалості перебування стружки в апараті менше 55 хв., збільшивши паспортну (номінальну) продуктивність приблизно в два рази. Це дозволить отримати дифузійний сік з чистотою близькою до 91% та відповідно сироп з чистотою близько 93,5%, що є вагомою умовою підвищення ефективності роботи цукрового заводу.

Шивеком Е. доказано, що повне видалення мезги з дифузійного соку спричиняє до підвищення чистоти очищеного соку на 0,5%, меншій колірності та зменшенню солей кальцію.

Проте головним чинником підвищення ефективності процесу екстрагування є правильна підготовка живильної води та впровадження так званого дифузійно-пресового способу вилучення цукрози зі стружки.

Підготовка живильної води на дифузію істотно впливає на якість дифузійного соку т а ефективність його очистки. Найважливішим показником живильної води є величина рН, що впливає на перехід в дифузійний сік пектинових речовин. Відомо, що мінімальний перехід ПР в сік досягається за рН 5,0-6,0, значить це і є оптимальним значенням.

На більшості заводів живильну воду готовлять з використанням SO2. Сульфітація має як позитивні, так і негативні впливи. Один із останніх – залишкова кількість SO2 в дифузійному соку ускладнює застосування деяких дезінфікуючих засобів, наприклад перекисі водню, котра вступає в реакцію відновлення. Тому сьогодні часто застосовують мінеральні кислоти для нормалізації кінцевого рН живильної води. Для цього застосовують сірчану та фосфорну кислоти. Але для цього потрібно мати автоматизовану систему точного дозування, тому що в противному разі можлива сильна корозія обладнання.

Сучасні способи екстрагування, розроблені проф.. Ліпєцом А.А., позволяють підвищити ефект очищення соку під час дифузії на 20-30% за рахунок застосування хімічних реагентів для підготовки живильної води.

Неодноразово відновлювались спроби використання вапна для хімічного оброблення бурякової стружки. Вивчення будови пектинових речовин та механізму їх взаємодії з іонами кальцію дозволили встановити оптимальні параметри процесу обробки бурякової стружки: температура проведення процесу повинна не перевищувати 25 ºС, тривалість процесу – не більше 30 хвилин, а оптимальні витрати вапна складають 0,4 % СаО до маси буряків. Така стружка в процесі екстрагування утримує значну кількість колоїдів та розчинених солей кальцію, внаслідок чого підвищується її пружність, а дифузійний сік стає прозорим та менш забарвленим. Проте необхідно зазначити, що при проведенні екстрагування у лужному середовищі у разі недотримання оптимального технологічного режиму погіршується якість дифузійного соку.

В роботах М.І. Даішева показано, що інтенсифікувати процес екстрагування сахарози з бурякової стружки можна попередньо обробивши її протягом 3...5 хв кальційвмісним розчином – попередньо пересатурованим до рН20 6,0…8,0 для утворення Ca(HCO3)2, або нефільтрованим соком 1 сатурації. Після відділення соку стружку промивають відібраним із апарата дифузійним соком для видалення лужного цукровмісного розчину з наступним відділенням стружки від соку, сік далі направляють на очищення. Проте запропонований спосіб не отримав промислового впровадження внаслідок складності виконання.

Крім того, відомий спосіб, який передбачає екстрагування сахарози з бурякової стружки з використанням відсульфітованого до рН20 5,5-6,5 промию, отриманого при промиванні сатураційного осаду, що дає можливість зменшити забарвленість та підвищити чистоту очищеного соку.

Проте запропоновані способи не дозволяють досягти високого ефекту очищення, складні в апаратурному оформленні та дотриманні технологічних параметрів процесу. Відхилення від оптимального технологічного режиму в запропонованих способах може спричинити підвищений вміст пектинових та редукувальних речовин в дифузійному соку і солей кальцію в очищеному соку.

В цукровій промисловості відомі способи використання солей алюмінію, зокрема сульфату алюмінію.

До сьогоднішнього дня в практиці очищення води одним із найбільш популярних коагулянтів залишається сульфат алюмінію. Особливо ефективне використання цього реагенту спостерігається при очищенні води з високим вмістом гумінових та дубильних речовин. В природній воді колоїдні та мінеральні домішки мають переважно негативний заряд. В процесі очищення її сульфатом алюмінію утворюються позитивно заряджені аквагідрокомплекси алюмінію, що взаємодіють з гідратною оболонкою седиментованих колоїдних домішок з утворенням водневих зв’язків та нейтралізацією заряду. Таким чином, колоїдні домішки грають роль поверхні адсорбційно-коагуляційної взаємодії та сприяють утворенню більш щільних агрегатованих структур.

На сьогоднішній день найбільш ефективними коагулянтами для очищення питної води є основні солі алюмінію, зокрема дигідроксо-, гідроксо- сульфати і хлориди алюмінію. Вони мають кращу адсорбційну здатність, ніж сульфат алюмінію.

Необхідно зазначити, що основний сульфат алюмінію (ОСА) добре розчиняється у воді, не потребує великого лужного резерву для пластівцеутворення, працює в широкому інтервалі рН20 очищуваної води і має високу пластівцеутворювальну здатність. Коагуляційні властивості основного сульфату алюмінію зумовлені його здатністю до утворення при гідролізі полімерних гідроксокомплексів, які несуть високий позитивний заряд. Утворюються різні полімерні форми, такі як: [AL6(OH)15]3+, [AL8(OH)20]4+, [AL13(OH)34]5+. Після утворення продуктів гідролізу основного сульфату алюмінію, які мають сильно розвинену поверхню і позитивний заряд, відбуваються процеси гетерокоагуляції найбільш високодисперсних частинок і адсорбція на поверхні гідроксиду алюмінію розчинних органічних речовин.

Реагентом обробляють бурякову стружку в процесі ошпарювання, або вводять його до екстрагенту. Витрати сульфату алюмінію – 0,006-0,008 % до маси буряків. А.А. Ліпєц зі співавторами дослідили вплив сульфату алюмінію на процес екстрагування сахарози з бурякової стружки та якість одержаного дифузійного соку. При введенні в живильну воду коагулянту Al2(SO4)3 відбувається гідроліз з утворенням колоїдного гідроксиду алюмінію, який має велику активну адсорбційну поверхню. Колоїдні домішки живильної води та бурякового соку адсорбуються на поверхні частинок гідроксиду алюмінію. Адсорбція нецукрів залежить від їх дисперсності. В процесі екстрагування сахарози з бурякової стружки із застосуванням сульфату алюмінію відбувається одночасне очищення і знебарвлення дифузійного соку за рахунок коагуляції деякої частини колоїдно-пектинового комплексу нецукрів безпосередньо в клітині під дією коагулянту. Крім того, проведені дослідження показали підвищення пружності стружки в процесі екстрагування. Так, модуль пружності при роботі з використанням сульфату алюмінію у кількості 0,06 % до маси буряків на 25-30 % вищий, ніж за типовою схемою роботи дифузійної установки. При переробленні некондиційних буряків збільшення модуля пружності є особливо важливим, адже таким чином буде дещо компенсуватись знижена якість стружки.

Н.А.Гусятинською встановлена позитивна дія препарату ”Біодез”, котрий має властивості антисептику та флокулянта. Діючою речовиною препарату є полігексаметиленгуанідіна гіпохлорид (ПГМГХ), якого в препараті 20%. Встановлено, що препарат має високі бактерицидні та фунгіцидні властивості, тому пригнічує анаеробні та аеробні мікроорганізми в досить широкому спектрі температур. ПГМГХ є поліелектролітом, що містить четвертні амонійні групи, чим і пояснюється його флокуляцій ні та коагуляцій ні властивості по відношенню до ВМС. Використання цього реагенту сприяє підвищенню чистоти дифузійного соку на 1,5%, а вміст ВМС в соках зменшується на 15%. Таким чином ПГМГХ є не тільки антисептиком, але й флокулянтом, середня витрата складає 0,002 – 0,008% до к.б.

^ 3.3. Мікробіологічні процеси на дифузії

Дифузійний сік є досить благодатним середовищем для розвитку мікроорганізмів. Тому для їх пригнічення необхідно використовувати антисептики.

В теперішній час на ринку появилось безліч різноманітних марок антисептиків, котрі в більшості випадків містять одинакові активні речовини, але різні торгові марки. Але для економічності застосування антисептиків необхідно контролювати інфікованість дифузійного апарату. На сьогоднішній день одним із таких чутливих індикатором розвитку мікроорганізмів є індикатор резазурін. Цей індикатор є редоксним індикаторм і в залежності від величини окисно-відновного потенціалу середовища змінює свій колір від синього до фіолетового, рожевого, червоного, а потім знебарвлюється. Між колірністю розчину та кількістю мікроорганізмів існує визначена закономірність:

^ Колір розчину з резазуріновою пробою

Оптична густина розчину

Кількість мікроорганізмів в 1см3

Ступінь розвитку мікроорганізмів в дифузійному апараті

Синій

1,0 – 0.6

10 - 102

Втрати цукрози внаслідок життєдіяльності мікроорганізмів незначні

Синє-фіолетовий

0.6 – 0.4

105 - 107

Відбувається інтенсивний розвиток мікроорганізмів

Фіолетово-червоний

0,4 – 0,2

108 - 109

Інфекція потребує негайного втручання з метою дезінфекції

Червоний, безбарвний

0,2 – 0.05

Більше 109

Інфекція, котра спричиняє до значних втрат цукрози



Більш того, знаючи оптичну густину таких проб, можна прогнозувати втрати цукрози. Так, при оптичній густині 0,22, колір фіолетово-розовий, невраховані втрати цукрози на дифузії складають 0,22%, а за 0,05, колір червоний, що переходить в безбарвний, такі втрати складають 0,4%.


^ 3.4. Дифузійно-пресовий спосіб отримання дифузійного соку

Одним із способів підвищення ефективності цукрового виробництва є глибоке пресування жому, що дозволяє:

  • зменшити величину відкачки;

  • збільшити продуктивність заводу;

  • зменшити втрати тепла та витрати палива на технологічний процес;

  • підвищити СР та кормову цінність жому.

Науково обґрунтовано, що обґрунтованими межами знецукрення сирого жому за 100% пресування жому та повертання всієї жомопресової води з врахуванням отримання нормативних втрат цукру з жомом можна приблизно вважати:

  • СРп.ж. 14 - 18% ………………….. 0,8 – 1,0%;

  • СРп.ж. 18 – 25% …………………. 1.5 – 1.9%.

За більш високого знецукрення сирого жому його пресування зумовлює до отримання ж/п води низької чистоти. Під глибоко пресованим жомом мають на увазі СРп.ж. від 24% і вище. Але за СРп.ж. = 35% починається руйнування клітин жому.

Склад ж/п води залежить від параметрів екстракції і типу жомопреса. Ж/п вода містить від 0,5 до 1,5% цукрозм та 2,0…7,0% СР, рН коливається в межах 5,3…6,0. таким чином чистота її може змінюватися від 50 до 80%.

Використання жомопресової води дозволяє знизити витрати тепла на підігрівання живильної води і повернути в дифузійний сік сахарозу, що відділяється з водою при пресуванні жому.

Слід зазначити, що типова схема очищення жомопресової води забезпечує ефект очищення від нецукрів не більше ніж на 30 %. При перероблені сировини середньої та низької якості, коли чистота жомопресової води складає 30...40 %, така схема не дозволяє досягти необхідного ступеня очищення, а значить і підвищити вихід цукру. Для цього воду необхідно очищати до чистоти, більшої ніж 70 %, що досягається за використання дефекосатураційного очищення жомопресової води або суміші цієї води з барометричною водою чи деамонізованим конденсатом.

Склад жомопресової води і умови її отримання на жомових пресах є сприятливими для розвитку мікроорганізмів. Цьому сприяють температурні умови, наявність необхідних живильних речовин та насичення води киснем повітря. Стерилізація води її підігріванням до температури 90 ºС не забезпечує повного пригнічення термофільних мікроорганізмів.

Жомопресова вода характеризується високою піноутворювальною здатністю. Це пов’язано з переходом в розчин в процесі пресування жому ряду високомолекулярних сполук (білки, пектинові речовини, жири), які до цього знаходились в нерозкритих клітинах і залишались в складі клітинного соку свіжого жому. З цієї причини чистота віджатого соку (жомопресової води) значно менша чистоти дифузійного соку і може складати 60 % і нижче.

При повертанні жомопресової води на дифузію без попереднього очищення вказані компоненти приводять до ускладнень в роботі дифузійного апарата, в тому числі: підвищеного пінення, зниження чистоти дифузійного соку.

Похожие:

Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconЛекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку
Величина відкачки та її вплив на техніко-економічні показники роботи заводу. Підготовка живильної води. Мікробіологічні процеси на...
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconПідвищення ефективності застосування теплових методів захисту газовідвідних трактів котельних установок з конденсаційними теплоутилізаторами
Підвищення ефективності застосування теплових методів захисту газовідвідних трактів котельних установок з конденсаційними теплоутилізаторами:...
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconЛекція 1 основні понятття та критерії ефективності цукробурякового виробництва
Сучасний техніко-економічний стан цукрової промисловості України. Короткий аналіз цукробурякового виробництва поточного сезону. Основні...
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconЕкономічний аналіз предмет І види економічного аналізу
Економічний аналіз — це комплексне глибоке вивчення роботи підприємств, їх підрозділів та інших господарських формувань для об’єктивної...
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconТема предмет, зміст та завдання дисципліни “організаційна поведінка”
Організаційна поведінка як наука полягає у вивченні поведінки людей (індивідів і груп) в організаціях і практичному використанні...
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconЛекція 2 підвищення продуктивності та якості цукрових буряків план Причини
Причини відставання галузі Урожайність цукрових буряків. Вплив фізико-хімічних показників якості ґрунту на технологічні властивості...
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconПро внесення змін до Положення про психологічну службу системи освіти України Відповідно до статей 21, 22 Закону України "Про освіту" ( 1060-12 ) та з метою підвищення ефективності функціонування психологічної служби системи освіти України н а к а з у ю
Унести зміни до Положення про психологічну службу системи освіти України, затвердженого наказом Міністерства освіти України від 03....
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconТехнології електронних платежів 1 Компоненти платіжних технологій
Банківські пластикові електронні картки найчастіше використовуються для отримання готівки через банкомати або atm. Технологія тут...
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconЛекція з дисципліни «Цивільний процес» Тема №25 Процесуальні питання, пов’язані з виконанням судових рішень у цивільних справах
Лекція обговорена і схвалена на засіданні кафедри цивільно-правових дисциплін 01 вересня 20 12 р. Протокол №1
Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconВы были женщина в соку. А я мужчина в сил расцвете

Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку iconВ. Дорофєєв “ ” 2012 р. Розклад занять архітектурно-художнього інституту на 1 семестр 2012-2013 навчального року
Об`ємно-просторова композиція лекція 8 год. Мельник н. В. А202 Філософія лекція 8 год з 05. 11 Рибка а360
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы