CC BY
21УДК 664.126
Интенсификация известково-углекислотной очистки диффузионного сока
Ю.И. ЗЕЛЕПУКИН, канд. техн. наук, В.А. ГОЛЫБИН, В. А. ФЕДОРУК
Воронежский государственный университет инженерных технологий Тел. : 8 (473) 255-07-51 С.Ю. ЗЕЛЕПУКИН, Тел.: 8 (908) 137-20-25 ООО «Перелешинский сахарный комбинат»
Совершенствование очистки диффузионного сока — важная задача при переработке сахарной свеклы. В течение всего производственного сезона изменяются технологические показатели сырья, поступающего в переработку на свеклосахарных заводах, что связано с целым рядом причин. Широко используемая на многих российских сахарных заводах схема известко-во-углекислотной очистки диффузионного сока не позволяет эффективно удалять несахара из сока, что вызывает необходимость дальнейшего поиска ее рациональных режимов. Особое внимание следует уделять вопросам повышения фильтрационных свойств сатурационных соков, что непосредственно влияет на производительность сахарного завода, длительность производственного сезона, потери сахарозы при хранении свеклы, себестоимость сахара.
Для повышения фильтрационно-седиментацион-ных свойств сатурационных соков в настоящее время используются различные флокулянты, которые целесообразно применять при переработке свеклы пониженного качества, когда наблюдается значительное ухудшение фильтрационно-седиментаци-онных свойств сатурационных соков. Одним из таких флокулянтов является «Praestol 2540 TR» (ФРГ). Его рекомендуется применять для интенсификации осаждения высокомолекулярных соединений (ВМС) диффузионного сока. Реагент имеет высокую эффективность при рН обрабатываемого сока от 6 до 10.
При переработке сахарной свеклы урожая 2014 г. на ряде сахарных заводов были отмечены значительные проблемы, вызванные ухудшением фильтрационно-седиментационных свойств сатурационных соков. По данным, на начало ноября 2014 г. поступала свекла с рН нормального сока 6,3—6,5 и его чистотой (Ч) более 86,0—86,8% [1]. Диффузионный сок подвергался типовой очистке, которая включала прогрессивную предварительную дефекацию (ППД), комбинированную основную дефекацию, I сатурацию, фильтрование, дополнительную дефекацию перед II сатурацией, II сатурацию, фильтрование. В аппарате ППД поддерживался режим прогрессивного нарастания рН по секциям аппарата с конечным значением 11,0—11,4. Средняя скорость осаждения твердой фазы преддефекованного сока 55 составляла 3,5 —3,7 см/мин. В конце производ-
ственного сезона (декабрь 2014 г.) перерабатывалась свекла пониженного технологического качества с рН нормального сока 5,6—5,7 и Ч 83,8—84,0%. Несмотря на увеличение расхода извести на ППД скорость седиментации частиц осадка преддефекованного сока не превышала 2,0—2,2 см/мин. Для улучшения седимен-тационных свойств преддефекованного сока в производственных условиях использовали вышеназванный флокулянт — скорость осаждения твердой фазы преддефекованного и сока I сатурации составила соответственно 2,7 и 3,1 см/мин. В результате использования флокулянта удалось обеспечить производительность завода по переработке свеклы в соответствии с плановой. Показатели очищенного сока и сиропа представлены в табл. 1.
Таблица 1. Показатели очищенного сока и сиропа
Показатель рН Цветность, усл. ед. Содержание солей кальция, % СаО/100 СВ Чистота, %
Свекла стандартного качества
Очищенный сок 9,0-9,3 9,0-9,3 0,20-0,24 91,0-91,2
Сироп 8,1-8,4 14,0-14,8 0,21-0,23 91,1-91,3
Свекла пониженного качества
Очищенный сок 8,9-9,1 16,7-17,9 0,50-0,64 88,2-88,4
Сироп 7,8-8,0 25,9-27,3 0,54-0,61 88,2-88,3
Эффект очистки на станции дефекосатурации при переработке свеклы стандартного качества составлял 33,0—33,4%, при переработке свеклы пониженного качества, даже при использовании флокулянта, эффект очистки 24,2—25,6%, содержание солей кальция в очищенном соке повысилось в 2—3 раза в сравнении со свеклой стандартного качества, выход мелассы увеличился с 3,3 до 4,7% к массе свеклы.
Из приведенного следует, что использование фло-кулянта в процессе очистки диффузионного сока позволяет улучшить фильтрационно-седиментаци-онные показатели сатурационных соков, однако, технологические показатели очищенного сока и сиропа
Саю^рассахар - 20 лет на &миа страны-!
САХАРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
при переработке свеклы пониженного технологического качества существенно не улучшаются. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования способов интенсификации очистки диффузионного сока из свеклы пониженного качества, позволяющих не только улучшить фильтрационно-седиментацион-ные показатели сатурационных соков, но и повысить качество продуктов, поступающих на стадию кристаллизации сахарозы.
Авторами были проведены лабораторные исследования на производственных сахарсодержащих растворах по установлению влияния одновременной де-фекосатурации в процессе ППД на фильтрационно-седиментационные свойства соков и качественные показатели очищенных сахарных растворов.
Анализы полупродуктов выполнялись в соответствии с отраслевыми методиками [5].
Ранее было показано положительное влияние предлагаемого варианта усовершенствованной очистки диффузионного сока с элементом дефекосатурации в процессе прогрессивной преддефекации [2].
Исследования проводились с использованием диффузионного сока из свеклы пониженного качества с чистотой нормального сока 83,5%, содержанием редуцирующих веществ 0,24%, ВМС 3,7% на 100 г СВ, рН 5,5-5,7.
Таблица 2. Влияние расхода извести в процессе дефекосатурации на качественные показатели очищенного
сока
Расход СаО на дефекосатурацию, % Соли кальция, % к массе раствора Цветность, усл. ед. Чистота, %
0,2 0,044 17,30 88,1
0,3 0042 16,45 883
0,5 0,047 18,00 88,0
0,8 0,051 21,50 87,8
Контрольный опыт 0,050 19,40 87,8
Было исследовано влияние дефекосатурации на качество очищенного сока. Расход оксида кальция на дефекосатурацию составлял: 0,2%; 0,3; 0,5; 0,8% СаО к массе свеклы. В качестве контрольной проводилась типовая схема очистки диффузионного сока того же качества (табл. 2).
Полученные результаты показывают преимущества схемы очистки с проведением промежуточной дефе-косатурации при расходе 0,3% СаО к массе свеклы.
Из полученных данных следует, что рациональным расходом является ввод 0,25-0,30% СаО к массе свеклы. Приведенный расход извести обеспечивает восстановление адсорбционной активности поверхности частиц осадка. Повышенный расход извести наряду с восстановлением адсорбционной активности введенного с суспензией осадка приводит к образованию мелкодисперсных частиц карбоната кальция, что вызывает ухудшение фильтрационно-седимента-ционных свойств сатурационных соков. Кроме того, при увеличении отбора извести на промежуточную дефекосатурацию снижается ее расход на основную дефекацию, что уменьшает эффект адсорбции несахаров на I сатурации.
Проводилась ППД при температуре 55-60ОС в течение 6 мин с добавлением извести в количестве 0,12-0,14% к массе свеклы до повышения рН сока 8,3-8,6. При этом значении рН осуществлялась одновременная дефекосатурация сока с расходом СаО 0,25-0,30% к массе сока в течение 1,5-2,0 мин. В качестве карбонатного возврата использовалась суспензия сока II сатурации.
После проведения одновременной дефекосатурации сок прогрессивно обрабатывался известковым молоком в течение 6 мин до конечного значения рН. Далее очистка сока проводилась по типовому варианту.
Фильтрационно-седиментационные свойства частиц суспензии преддефекованного сока и сока I сатурации в схеме с использованием комбинированной ППД (схема 2) приведены в табл. 3. Для сравнения
а б
Структура частиц осадка сока 1 сатурации: а — схема с использованием керамзитового порошка, б — типовая схема
Таблица 3. Фильтрационно-седиментационные свойства соков, полученных по различным схемам очистки
Схема очистки диффузионного сока Преддефекован-ный сок S5, см/мин Сок I сатурации
S5, см/мин F к
Схема 1 2,0 2,3 5,5
Схема 2 2,9 3,2 3,0
Таблица 4. Показатели преддефекованного сока
Показатель S5, см/ мин % Содержание ВМС, % на 100 СВ Степень удаления ВМС, %
Вариант 1 2,7 19,5 1,92 48,4
Вариант 2 3,1 18,0 1,70 54,0
Вариант 3 2,0 24,0 2,10 43,2
были получены аналогичные показатели по типовой схеме очистки (схема 1).
Проведение одновременной дефекосатурации в процессе ППД позволило повысить седиментацион-ные свойства преддефекованного сока и сока I сатурации. Фильтрационные свойства сока I сатурации по схеме 2 лучше на 45,5%, чем в соке по схеме 1.
Проведение одновременной дефекосатурации на ППД позволяет выдерживать оптимальную продолжительность «рН-паузы» [3].
Ранее было показано положительное влияние ввода керамзитового порошка на эффективность очистки диффузионного сока [4].
Исследовали влияние керамзитового порошка (0,03% к массе сока) при очистке диффузионного сока в процессе одновременной дефекосатурации (вариант 1). Для сравнения провели исследования по вводу в очищаемый сок сгущенной суспензии сока II сатурации (вариант 2). В качестве контроля приведены данные по типовому варианту ППД (вариант 3) без проведения одновременной дефекосату-рации. Эксперименты проводили с соком из свеклы пониженного качества с Ч нормального сока 84,0% (табл. 4).
Полученные данные позволяют сделать вывод о предпочтительном использовании сгущенной суспензии сока II сатурации в качестве носителя твердой фазы в процессе дефекосатурации на стадии ППД. Ввод керамзитового порошка также улучшает фильтрационно-седиментационные показатели преддефекованного сока, что можно объяснить следующим.
Керамзитовый порошок в основном состоит из двух соединений: двуокиси кремния и окиси алюминия,
которые в процессе обжига превращаются частично в алюмосиликаты. Положительно заряженные ионы алюминия за счет электростатических сил притягиваются к отрицательно заряженным молекулам несахаров. Это приводит к тому, что нарушается структура гидратной оболочки вокруг молекулы несахаров. Учитывая то, что молекулы воды сильно поляризованы, их расположение вокруг заряженной частицы будет упорядоченным относительно друг друга. Если молекула несахара нейтральна, то расположение поляризованных молекул воды вокруг несахара будет хаотичным, нарушится плотность взаимного расположения молекул воды в гидратной оболочке, что будет способствовать агрегации молекул несахаров.
Для подтверждения предложенного механизма формирования структуры осадка были выполнены исследования с использованием микроскопирования (увеличение в 3600 раз). Результаты представлены на рисунке.
Полученные данные свидетельствуют об улучшении структуры частиц осадка сока I сатурации при вводе керамзитового порошка, что положительно отражается не только на его фильтрационно-седимен-
Аннотация. Для повышения фильтрационно-седиментационных свойств сатурационных соков в настоящее время используются различные флокулянты, которые целесообразно применять при переработке свеклы пониженного качества, когда наблюдается значительное ухудшение фильтрационно-седиментационных свойств сатурационных соков.
при очистке диффузионного сока с применением дефекосатурации и керамзитового порошка, содержание солей кальция в очищенном соке уменьшилось на 12%. Цветность снизилась на 10% по сравнению с очисткой диффузионного сока по типовой схеме. проведение совмещенной прогрессивной предварительной дефекации с обязательным вводом в процессе дефекосатурации определенной доли сгущенной суспензии карбоната кальция и использование керамзитового порошка позволяет улучшить и фильтрационно-седиментационные показатели сока I сатурации и качество очищенного сока. Ключевые слова: очистка сока, прогрессивная предварительная дефекация, дефекосатурация, керамзитовый порошок.
summary. To improve filtration and sedimentation properties of the carbonated juices are now using different flocculants that celesshape used in the processing of sugar beet a lower quality when observed, given a significant deterioration in filtration and sedimentation properties of saturatsionnyh juices. When cleaning the raw juice with defekosaturatsii posits and ceramic-powder, salt content of calcium in the purified juice was reduced by 12%. Color decreased by 10% compared to the extract purification of the template. Conducting combined with progressive predefecation necessarily obja-commissioning process defekosaturatsii a certain percentage of the thickened slurry of calcium carbonate powder and the use of expanded clay, allowing an improved sedimentation and filtration juice I carbonation performance and quality of the purified juice.
Keywords: juice purification, progressive predefecation, defekosaturatsiya, expanded clay powder.
Саю^рассахар - 20 лет на $лага страны-!
САХАРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Таблица 5. Показатели очищенного сока
Показатель Цветность, усл. ед. Содержание солей кальция, % к массе сока Чистота, %
Вариант 1 17,2 0,043 88,4
Вариант 2 16,2 0,041 88,6
Вариант 3 18,8 0,049 88,1
тационных показателях, но и качестве очищенного сока (табл. 5).
Анализируя полученные данные, можно отметить, что при очистке диффузионного сока с применением дефекосатурации и керамзитового порошка, содержание солей кальция в очищенном соке уменьшилось на 12%. Цветность снизилась на 10% по сравнению с очисткой диффузионного сока по типовой схеме.
Таким образом, сравнительные исследования подтвердили целесообразность проведения совмещенной ППД с обязательным вводом в процессе дефеко-сатурации определенной доли сгущенной суспензии карбоната кальция. Использование керамзитового порошка также позволяет улучшить и фильтрацион-
но-седиментационные показатели сока I сатурации и качество очищенного сока. Учитывая, что объем суспензии сока II сатурации на сахарном заводе ограничен, необходимы дальнейшие исследования по замене части карбонатной суспензии керамзитовым порошком.
ЛИТЕРАТУРА
1. Информационные бюллетени Союзроссахара за 2014-2015 гг.
2. Технология сахара: учебник / А.Р. Сапронов, Л.А. Сапронова, С.В. Ермолаев. - СПб. : ИД «Профессия», 2013. - 296 с. - Гриф УМО ТПП и ПИ.
3. Патент SU 1406168, Способ прогрессивной пред-дефекации диффузионного сока. Опубл. 30.06.1988. Бюл. № 24.
4. Патент SU №2119957 Аппарат для преддефека-ции диффузионного сока. Опубл. 10.10.1998 г. Бюл. № 28.
5. Совместная переработка свеклы и тростникового сахара-сырца / В.А. Голыбин, Ю.И. Зелепукин, В.А. Федорук, С.Ю. Зелепукин // Вестник ВГУИТ. - 2015. - № 1. - С. 195-197.
Проект об отмене транспортного налога для большегрузов внесен в ГД.
Законопроект предлагает освободить от уплаты транспортного налога владельцев большегрузных автомобилей массой свыше 12 т, с которых с 15 ноября взимается плата за проезд по федеральным трассам в системе «Платон». С 15 ноября 2015 г. установлен обязательный сбор с владельцев таких грузовиков в счет возмещения вреда, причиняемого автодорогам федерального значения, в размере 3,73 руб. на 1 км пути.
Транспортный налог после введения «Платона» не был отменен по настоянию региональных руководителей, потому что он зачисляется в бюджеты субъектов РФ.
http://ria.ru, 31.12.2015
Группа компаний «АСБ» начала модернизацию сахарного завода в Кирсанове. Речь идет о реализации проекта исключительно за собственные средства компании, сообщает «Аби-рег». Предприятие увеличит свою мощность в 5 раз и станет крупнейшим в России и одним из крупней-
ших в Европе. В сутки здесь будут перерабатывать 20 тыс. т сахарной свеклы.
Пуск запланирован на 2021 год.
http://lifetambov.ru, 14.01.2016
Человечество не в силах отказаться от сахара. Нехватка сахара негативно сказывается на клетках человеческого организма.
По мнению исследователей, организм человека нуждается в сахаре, так как полный отказ от него крайне неблагоприятно сказывается на состоянии тканей человека.
Вместе с тем, переизбыток сахара в рационе питания чреват ожирением. Уменьшить зависимость от сахара можно, если придерживаться правильного питания: есть больше белков и клетчатки.
http://volg.mk.ru, 0.01.2016
Сахарозаменители заставляют людей есть больше. Эксперты утверждают, что низкокалорийные саха-розаменители вызывают чувство голода и, соответственно, заставляют людей съедать больше другой
пищи, высококалорийной. Соответственно, появляется лишний вес, ведущий к ожирению, нарушению обмена веществ и, как следствие, серьезному заболеванию - сахарному диабету II типа.
http://www.raut.ru, 06.01.2016
Министерство сельского хозяйства США, государственная организация, ответственная за создание принципов диеты, 07 января 2016 г. выпустило объемный доклад о принципах здорового питания нации. В частности, в докладе присутствуют рекомендации по уровню потребления белка и сахара.
Что касается добавленных сахаров (не включая натуральные сахара, содержащиеся в натуральном молоке, фруктах и т.д.), новое руководство по рациону рекомендует ограничить его на уровне 10% от общего количества калорий в сутки. В релизе приводится ссылка на сайт ChooseMyPlate.gov, содержащий больше информации о добавленных сахарах.
www.usda.gov, 07.01.2016
