CC BY
48УДК 664.1
Об опыте контроля отдельных показателей при отжиме и сушке жома
С.В. КРУГЛИК, зам. директора по техническому развитию и производству (e-mail: kruglik_s_v@mail.ru) ООО «КУРСКСАХАРПРОМ»
Введение
Обеспечение оптимальных параметров процессов на всех стадиях переработки свёклы с использованием расчётных (нормативных) показателей — важнейшая часть организации производства, которая существенно влияет на эффективность выработки сахара и сухого жома. Отжим и сушка жома являются неотъемлемой составляющей технологии переработки свёклы, так как позволяют наиболее оптимальными способами повысить концентрацию сухих веществ в жоме в целях более рационального хранения и успешной реализации.
Опыт работы зарубежных и отечественных сахарных заводов свидетельствует, что целесообразность глубокого отжима жома и возврата в производство жомопрессовой воды определяется следующими условиями:
1) возможностью повышения производительности диффузионных установок на 25—30 %;
2) снижением:
— потерь сахара в диффузионной установке на 0,2 % к массе свёклы;
— расхода свежей воды на экстракцию сахара примерно на 40 % к массе потребляемой воды;
— расхода топлива на 0,25 кг/т свёклы;
3) уменьшением:
— загрязнения окружающей среды за счёт предотвращения сброса жомопрессовой воды в очистные сооружения;
— откачки диффузионного сока до 100—105 %.
Исследование
При работе диффузионной установки с возвратом жомопрессовой воды содержание сахара в сыром жоме рекомендуется устанавливать в зависимости от выхода прессованного жома и содержания в нём сахара.
Допустимую величину содержания сахара в сыром жоме рассчитываем по уравнению
СХ = Вп.ж. X СХп.ж.(Мс.ж. - Мм.) (1)
Мс.ж. X (Мс.ж. - Мм.) - (Меж. - Вп.ж.)2 , ( )
где СХс ж — содержание сахара в сыром жоме, %;
СХпж — содержание сахара в прессованном жоме, %;
Мсж — выход сырого жома, % к массе свёклы;
М — содержание мякоти в свёкле, %;
Впж — выход прессованного жома, % к массе свёклы, который вычисляем по уравнению
х СВ_
В с.ж. •
п.ж. =■
(2)
СВп.ж.
Количество прессованного жома при одинаковой концентрации сухих веществ зависит от содержания мякоти в свёкле и потерь сухих веществ при прессовании жома. Известно, что чем выше сахаристость свёклы, тем больше в ней мякоти. Эту зависимость можно записать следующим образом:
Мм. = 2,30077 + 0,11475 х СХсв. (3)
Содержание сахарозы в свёкле, кроме сахаристости, зависит и от других показателей (сорта, климатических условий), поэтому более точно содержание мякоти в корнеплодах рекомендуется определять непосредственным анализом.
Выход жома снижается при проведении процесса экстракции сахара при повышенной температуре, высокой откачке сока и в щелочной среде.
Выше отмечалось, что в результате прессования жома происходит частичная потеря его сухих веществ за счёт их перехода в жомопрессовую воду. Величина этой потери возрастает с увеличением степени отжима жома и рассчитывается по уравнению
Опр. = 1,0727 х е" °'07518х СВ . (4)
Следовательно, чем выше содержание мякоти в свёкле, тем выше выход жома и соответственно потери сахара в нём.
В таблице приводятся сведения о выходе жома в зависимости от концентрации сухих веществ прессованного жома и мякоти с учётом потерь сухих веществ при прессовании. Данной таблицей рекомендуем пользоваться при расчёте допустимого содержания сахара в сыром жоме в зависимости от выхода прессованного жома и содержания в нём сахара (уравнение (1)).
Результаты исследований и их обсуждение
Возврат жомопрессовой воды за счёт увеличения в соке высокомолекулярных соединений (ВМС), особенно пектиновых веществ, ухудшает качество сока. Анионы ВМС в небольшом количестве переходят из стружки в диффузионный сок и удерживают катионы К+ и за счёт силы электростатического притяжения (Доннановское равновесие). Скорость диффузии
катионов К+ и связанных ВМС, примерно в 10 раз меньше скорости диффузии сахарозы. Вследствие этого при экстрагировании 93—95 % сахарозы, т. е. содержании сахара в жоме 0,5—1,0 %, в диффузионный сок переходят 70—85 % катионов К+ и При экстрагировании сахарозы более 95 % с содержанием сахара в жоме примерно 0,3 % количество перешедших в диффузионный сок катионов К+ и составляет примерно 90 %.
По совокупности достоинств и недостатков отжим с возвратом в производство всей жомопрессовой воды является эффективным способом. В связи с этим необходимо стремиться к максимально возможному отжиму, так как при увеличении степени отжима жома с повышенным содержанием сахара увеличивается чистота жомопрессовой воды. По этой причине, несмотря на увеличение количества жомопрессовой
Выход жома в зависимости от концентрации сухих веществ прессованного жома и содержания мякоти с учётом потерь сухих веществ при прессовании
СВ жома, % Содержание мякоти, %
4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0
6 75,96 77,86 79,76 81,66 83,56 85,46 87,37 89,27 91,17 93,07 94,97
7 64,62 66,23 67,85 69,47 71,09 72,70 74,32 75,94 77,56 79,18 80,79
8 56,12 57,52 58,92 60,33 61,74 63,18 64,54 65,95 67,35 68,76 70,16
9 49,51 50,75 51,97 53,21 54,45 55,68 56,92 58,16 59,40 60,64 61,88
10 44,23 45,33 46,44 47,55 48,65 49,76 50,87 51,98 53,08 54,19 55,30
11 39,90 40,90 41,90 42,90 43,90 44,90 45,89 46,89 47,89 48,89 49,89
12 36,30 37,21 38,12 39,03 39,94 40,85 41,76 42,66 43,57 44,48 45,39
13 33,26 34,09 34,92 35,76 36,59 37,42 38,26 39,09 39,92 40,75 41,59
14 30,65 31,42 32,19 32,96 33,72 34,49 35,26 36,02 36,79 37,56 38,33
15 28,39 29,10 29,80 30,52 31,22 31,93 32,65 33,36 34,07 34,78 35,49
16 26,42 27,08 27,74 28,41 29,07 29,73 30,39 31,05 31,71 32,37 33,04
17 24,68 25,30 25,92 26,54 27,15 27,77 28,39 29,01 29,63 30,24 30,86
18 23,14 23,72 24,30 24,87 25,45 26,03 26,61 27,19 27,77 28,35 28,93
19 21,75 22,30 22,84 23,39 23,93 24,48 25,02 25,56 26,11 26,65 27,20
20 20,51 21,02 21,54 22,05 22,56 23,08 23,59 24,10 24,62 25,13 25,64
21 19,41 19,89 20,38 20,86 21,34 21,83 22,31 22,79 23,28 23,76 24,24
22 18,45 18,90 19,36 19,81 20,26 20,72 21,17 21,62 22,08 22,53 22,98
23 17,61 18,04 18,48 18,91 19,34 19,78 20,21 20,64 21,08 21,51 21,94
24 16,89 17,30 17,72 18,13 18,54 18,96 19,37 19,78 20,20 20,61 21,02
25 16,27 16,66 17,06 17,45 17,84 18,24 18,63 19,02 19,42 19,81 20,20
26 15,73 16,11 16,49 16,87 17,24 17,63 18,00 18,38 18,76 19,14 19,51
27 15,27 15,64 16,01 16,38 16,74 17,12 17,48 17,85 18,22 18,59 18,95
28 14,87 15,23 15,59 15,95 16,30 16,67 17,02 17,38 17,74 18,10 18,45
29 14,51 14,86 15,22 15,57 15,92 16,28 16,63 16,98 17,34 17,69 18,04
30 14,19 14,54 14,89 15,24 15,58 15,94 16,28 16,63 16,98 17,33 17,67
воды, количество несахаров в ней практически не меняется.
Если жомопрессовая вода по тем или иным причинам не возвращается в диффузионные установки, то для обеспечения нормативных потерь в диффузии содержание сахара в сыром жоме должно быть меньше на величину содержания сахара в жомопрессовой воде. Следует отметить, что степень очистки жомо-прессовой воды при обработке её известью и диоксидом углерода составляет примерно 10 %.
Поэтому, исходя из мелассообразующей способности несахаров жомопрессовой воды, ожидаемое увеличение выхода сахара за счёт её возврата составит примерно половину того количества сахара, которое возвращается в диффузионные установки.
Один из наиболее результативных способов повышения эффективности отжима жома — это повышение эффективности работы жомовых прессов путём дооборудования всех приводов жомовых прессов частотными преобразователями с целью обеспечения возможности их работы в оптимальном режиме с одинаковым содержанием сухих веществ в отжатом жоме с каждого пресса. Регулировку частоты вращения приводов жомовых прессов необходимо осуществлять в зависимости от уровня загрузки жома в шахте последнего жомового пресса. При минимальном, среднем и верхнем уровне загрузки жома в шахте последнего жомового пресса последовательно регулируется (уменьшается или увеличивается) частота вращения привода первого, а затем следующего за ним пресса, т. е. нагрузка на все прессы должна быть одинаковой. Это обеспечит максимальную производительность оборудования, одинаковое качество отжатого жома и жомопрес-совой воды с каждого пресса. Приведение отжатого жома к одинаковому качеству, а также однородности содержания сухих веществ способствует равномерной работе жомосушильно-го комплекса и сокращению затрат на сушку жома.
В настоящее время практически все сахарные заводы оснащены приборами учёта расхода топлива на производство сушёного жома, что позволяет объективно оценивать работу жомосушильного отделения и сопоставлять расчётные и фактические значения расхода топлива.
22 САХАР № 12 • 2019
Нормирование расхода условного топлива на проведение процесса сушки жома рекомендуется осуществлять согласно уравнению
В
сух. _
^сух. х[Св. х((.ж.- to.*.) + Г]
Оут. х КПД
(5)
ж.у.
где Всух — расход условного топлива на сушку отжатого жома, %;
С — изобарная массовая теплоёмкость воды, ккал/ кг оС (Св = 1); ^ ж — температура сухого жома, оС (принимается
ЮеИС);
— температура отжатого жома, оС (принимается по фактическому значению или не менее 30 оС);
г — теплота парообразования воды при атмосферном давлении (принимается 539,1 ккал/кг);
<ут — теплотворная способность условного топлива, ккал/кг (принимается 8000 ккал/кг);
КПДжу — коэффициент полезного действия жомо-сушильной установки (принимается по паспортным данным);
Щ;ух — количество воды, удаляемое из отжатого жома при его высушивании до конечной влажности, т/сут, которое рассчитывается по уравнению
W =
"сух.
бот.ж. ^ ( Wor. ^сух.) (100 - ) '
(6)
где w , w — количество влаги соответственно в
^ от' сух
отжатом и сухом жоме, %;
Фотх — количество отжатого жома, т/сут, которое рассчитывается по уравнению <2 = О - О , (7)
^от.ж. ^сыр. ж. ^от.ж' 4 7
где Осыр ж — количество сырого жома, т/сут; Wmх — количество воды, удаляемое из сырого жома при прессовании, т/сут, которое рассчитывается по уравнению
W =
'' от.ж.
ОсЫр.Ж. X ( ^СЫр. wOT.)
(100 -
(8)
где w w — количество влаги соответственно в
^ сыр., от.
сыром и отжатом жоме, %.
Количество сухого жома определяется согласно уравнению
О = о — w , т/сут. (9)
сух.ж. от.ж. от
Через переводные коэффициенты (К) для природного газа условное топливо переводится в натуральное путём деления значения, полученного в уравнении (5) на переводной коэффициент.
При расчёте нормативного расхода топлива допускается применение повышающих коэффициентов:
— К: — коэффициент, учитывающий потери жома в процессе высушивания и грануляции. Его значение принимается по факту предыдущего сезона, но не более 1,03;
— К — коэффициент, учитывающий неизбежные потери тепла в процессе эксплуатации жомосушильной установки, а также расход топлива на пусковой период и завершение производства. Его значение принимается по факту предыдущего сезона, но не более 1,1.
Заключение
Производственный опыт контроля отдельных показателей отжима и сушки жома с возможностью постоянного анализа расчётных и фактических значений способствует оптимизации этих процессов, сокращению затрат на производство сахара-песка, гранулированного жома. Данные мероприятия крайне актуальны на сегодняшний день ввиду непростой ситуации ценообразования готовой продукции и могут быть рекомендованы для широкого использования на сахарных заводах.
Список литературы
1. Силин, П.М. Технология сахара / Изд. Объединением германской сахарной пром-сти и сост. коллективом авторов / Пер. с нем. Л.Б. Шапиро и А.Б. Фремеля ; Под ред. проф. П.М. Силина. — М. : Пищепромиздат, 1958. - 479 с.
2. Сапронов, А.Р. Технология сахарного производства / А.Р. Сапронов. — М. : Агропромиздат, 1986. — 127-130 с.
3. Сапронов, А.Р. Технология сахарного производства / А.Р. Сапронов. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Колос, 1999. — 119—123 с.
4. Бугаенко, И.Ф. Основы сахарного производства / И.Ф. Бугаенко. — М. : Международная сахарная компания, 2002.
Аннотация. Статья посвящена комплексному исследованию влияния содержания мякоти в сахарной свёкле на отжим жома, выход жома в зависимости от концентрации сухих веществ прессованного жома и содержания мякоти с учётом потерь сухих веществ при прессовании жома, вывод прессов в оптимальный режим работы с установкой частотных преобразователей на каждый пресс согласно опыту и исследованию зарубежных заводов. В свою очередь, немаловажным фактором является учёт расхода топлива на производство сушёного жома, что позволяет объективно оценивать работу жомосушильного отделения и снизить себестоимость готовой продукции в виде гранулированного жома.
Ключевые слова: содержание мякоти, сахарная свёкла, сухие вещества, диффузионная установка, прессование жома. Summary. The article deals with the comprehensive investigation of the influence of pulp content in the sugar beet to extraction of pulp, yield pulp, depending on the concentration of dry matter of pressed pulp and pulp content in view of solids loss during pressing pulp, withdrawal presses an optimum operation mode with the installation of frequency converters for each press according experience and study overseas plants. In turn, many an important factor is the inclusion of fuel consumption for the production of dried beet pulp, which allows you to objectively assess the performance of zhomosushilnogo offices and reduce the cost of finished products as granulated pulp. Keywords: content pulp, sugar beet, solids, extraction plants, pulp molding.
