Очистка фильтрационного осадка для повторного использования Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

вой щелочности для осаждения основной массы несахаров жомопрессовой воды и ее стерилизации. По. данным проведенных исследований, щелочность смеси деаммонизированной и жомопрессовой воды поддерживается в пределах 0,10—0,15% СаО, при этом эффект торможения жизнедеятельности микроорганизмов (мезофил, слизеобразующих, лейконо-стока, молочно-кислых) колеблется от 60 до 100% в зависимости от групп микроорганизмов.

В схеме водоподготовки предусматривается подача пеногасителя (водная дисперсия пищевых ПАВ, технический жир и др.) в гидрозатвор 4.

Эксплуатация схемы на сахарном заводе «Новокубанский» показала, что использование в диффузионном процессе питательной воды, подготовленной предлагаемым способом, увеличивает эффект очистки на диффузии на 3—5%, что способствует увеличению доброкачественности диффузионных соков на 0,5—1,0%.

Экономический эффект от внедрения способа подготовки питательной воды на диффузию с использованием жомопрессовой воды и деаммонизирован-ных конденсатов для завода мощностью 3,5 тыс. т переработки свеклы в сутки составил около 80,0 тыс. р.

ВЫВОД

Разработан способ подготовки трехкомпонентной экстрагирующей жидкости, способствующий повы-

шению эффекта очистки на диффузии и сокращению

расхода свежей воды на технологические нужды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Да и ш ев М. И., Троянова Н. Л. Влияние pH на переход пектиновых веществ в диффузионный сок// Сахарная пром-сть.—1971.— № 7.— С. 17.

2. Кул и н и ч Н. В. Влияние качества питательной воды на процесс диффузии - и усовершенствование технологии ее подготовки: Автореф. дис. ... канд. техн. наук, М., 1980.

3. Го л о в н я к Ю. Д. и др. Влияние способа подготовки питательной воды для процесса диффузии на качество сока // Сахарная пром-сть, 1976.— № 7.— С. 17.

4. А. с. № 652218 (СССР). Способ подготовки конденсата сокового пара'выпарной станции для экстракции сахара из свекловичной стружки.— Опубл. а Б. И.—1979.— № 10.

5. Адаменко В. П. Деаммонизация конденсатов с целью использования их для диффузионных аппаратов // Сахарная пром-сть. —1987.— № 12.— С. 17.

6. Голубева А. Д., Захаров К. П. Новый способ подготовки воды для диффузии.— М.: ЦНИИТЭИ-пищепром, 1978.—31 с.

7. Краткая химическая энциклопедия.— М., 1967. — 1.— С. 207.

8. С а м о й л е н к о В. С. Исследование и разработка способа использования конденсатов вторичных паров в качестве экстрагента сахарозы из свекловичной стружки: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Киев, 1983.—26 с.

Кафедра сахаристых веществ

Лаборатория водоподготовки и

сокодобывания Поступила 13.03.90

664.1.004.8:664.1.038.8

ОЧИСТКА ФИЛЬТРАЦИОННОГО ОСАДКА ДЛЯ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В. Н. ШАЛАТОНОВ, Л. М. ХОМИЧАК, А. А. ЛИПЕЦ, Л. П. РЕВА

Производственное объединение «Укрсахтехэнергоремонт»

Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

В поступающей на сахарные заводы свекле, убранной механизированным способом без ручной доочистки, до 20—50% механически поврежденных корнеплодов, до 8—14% — загрязненных землей, до 3—6% — зеленой массой [1]. Уже через месяц хранения такой свеклы в кагатах понижаются ее технологические качества: увеличивается содержание редуцирующих веществ, высокомолекулярных соединений, амидного и аммиачного азота. В данных условиях решению основной задачи свеклосахарного производства — максимального увеличения выхода сахара-песка с цветностью до 0,8 уел. ед. при минимальных расходах извести и топливно-энергетических ресурсов способствует поиск новых приемов очистки диффузионного сока.

При его очистке с целью улучшения седимента-ционно-фильтрационных свойств возвращают на преддефекацию сок I сатурации или суспензию фильтрационного осадка сока I сатурации, что ведет к увеличению расхода извести. Избежать этого можно, применяя наиболее эффективный способ, в котором на преддефекацию возвращают суспензию фильтрационного осадка II сатурации (при этом не всегда нужно расходовать до 20—30% извести [2] от ее общего количества).

Отстатурировать такое количество извести в су-

ществующих конструкциях сатураторов не всегда представляется возможным ваиду сильного пенения сока.

Цель работы — снижение расхода извести на очистку диффузионного сока и улучшение седи-ментационно-фильтрационных свойств сока I сатурации за счет использования на преддефекации вместо возвратов суспензии фильтрационных осадков сока I и II сатурации суспензий очищенного карбоната кальция, полученного из фильтрационного осадка сока I сатурации после вакуум-фильтров.

Схема очистки диффузионного сока с использованием карбоната кальция, выделенного из фильтрационного осадка сока I сатурации, содержит: 1 — преддефекатор; 2 — дефекаторы холодной и горячей ступени; 3—подогреватели сока; 4, 7 — сатураторы; 5 — установку для сгущения осадка; 6 — вакуум-фильтрационную установку; 8 — насосы;

9, И— гидроциклоны; 10, 12— мешалки; 13 —

делитель (см. рисунок).

Известно, что при пересатурировании сока I сатурации снижается эффект очистки сока вследствие перехода части несахаров из осадка в раствор [3]. Поэтому для наиболее полного удаления несахаров из фильтрационного осадка, возвращаемого не преддефекацию, нами был применен

прием пересатурирования разбавленного водой фильтрационного осадка I сатурации, обессахаренного на вакуум-фильтрах, с последующим выделением более плотного осадка карбоната кальция, почти не содержащего несахаров диффузионного сока. Лабораторные исследования проводили на Григоровском сахарном заводе. Осадок сока I сатурации разбавляли горячей дистиллированной водой (85° С) до плотности 1,16 т/м* и разделяли на две пробы. При этом рНао суспензии составил 11,6. Одну пробу суспензии подвергали обработке диоксидом углерода до рНго 7,2 с последующим отделением фильтрационного осадка обеих проб на центрифуге (5,0 тыс. об/мин). Фильтрационный осадок имел разнородный состав, что видно было по окрашенности осадка: в верхней части темную, в нижней — более светлую. Произошло разделение на более плотные частицы СаСОз и менее плотные частицы несахаров диффузионного сока. Верхнюю часть осадка снимали, а в нижней части замеряли электро.кинетический потенциал ЭКП частиц осадка. В отделенном из суспензии фильтрационного осадка фильтрате замеряли оптическую плотность и сухие вещества. Результаты исследований приведены в таблице.

Таблица

Показатели

Фильтрационный осадок

по способу без сатурирования

до отделения несахаров

по способу с пересатуриро-ванием

после от- до от- после от-

деления деле- деления

несаха- ния не- несаха-

ров саха- ров

ров

с добавлением извести

pH20 суспен-

зии 11,6 11,7

ЭКП, мВ 9,8 10,0

СВ филь-

трата, % 1,3

Оптическая

плотность

фильтрата

при длине

волны 560

нм 0,095

7,2

7.6 4,8

2.6

0,965

11,6

3,6

Были изучены под микроскопом суспензии СаСОз двух проб, полученные способами без сатурирования и с пересатурированием. Суспензия по первому способу имела неодинаковые размеры частиц, отличающиеся друг от друга более чем в два раза, по другому — одинаковые размеры частиц, которые были вдвое меньше, чем по способу без сатурирования. ЭКП частиц карбоната кальция, полученного по способу с пересатурированием суспензии обессахаренного осадка, в 2,08 раза больше, чем без сатурирования, и приближается по значению к ЭКП частиц фильтрационного осадка сока II сатурации (ЭКП = —4,6 мВ) [4]. В результате сопоставительного анализа следует, что по предложенному способу из фильтрационного осадка удаляется несахаров диффузионного сока больше, чем по способу без сатурирования фильтрационного осадка сока

I сатурации.

Для сравнения качественных показателей соков очистку диффузионного сока (СВ = 13,5, Дб = 84,2, pH го = 6,0, РВ = 1,9% на 100 г СВ) проводили в лабораторных условиях по типовой схеме в двух вариантах: 1-й — общий расход извести 3,0% к массе сока, 5 — минутная дефекация перед II сатурацией при 90° С с расходом извести 20% от общего количества, возврат всего полученного осадка сока

II сатурации, предварительно активизированного известью, на прогрессивную -преддефекацию; 2-й — общий расход извести 2,4% к массе сока, без дефекации перед II сатурацией, добавление на прогрессивную преддефекацию активированной до рНго = 11,6 суспензии карбоната кальция, очищенной от несахаров диффузионного сока по предложенному нами способу, в количестве 30% от общей суспензии осадка сока I сатурации.

При этом установлено, что качественные показатели соков I и II сатурации при очистке диффузионного сока одинаковы за ислючением цветности фильтрованного сока II сатурации в обоих вариантах: в 1-м Ц = 14,2 уел. ед.; во 2-м Ц = 14,8 уел. ед.; редуцирующих веществ очищенного сока в 1-м варианте РВ = 0,11%, во 2-м РВ = 0,12% на 100 г СВ. Такие незначительные изменения цветности и редуцирующих веществ очищенного сока не оказывают какого-либо ухудшения качественных показателей полупродуктов в последующих цехах сахарного завода.

Нами разработан способ очистки карбоната кальция фильтрационных осадков для возврата их на преддефекацию в промышленных условиях. Фильтрационный осадок после вакуум-фильтров разбавляют водой до плотности 1,15—1,18 т/м3 и в количестве 50—70% сатурируют в отдельном сатураторе до рНго 7—9. При этом несахара диффузионного сока, находящиеся в фильтрационном осадке, переходят в раствор, а частицы осадка приобретают мелкозернистую структуру. Отсатурированный фильтрационный осадок насосом подается в гидроциклон, где за счет механического трения частичек осадка друг о друга происходит дополнительное измельчение и отделение с поверхности частичек карбоната кальция несахаров диффузионного сока. Из верхней части гидроциклона раствор с песахарами осадка выводят из завода. Из нижней части гидроциклона сгущенную суспензию карбоната кальция направляют в мешалку, где ее разбавляют горячей водой до плотности 1,15—1,18 т/м3 и насосом направляют на второй гидроциклон. Из верхней части гидроциклона раствор с незначительным количеством несахаров поступает на разбавление обессахаренного фильтрационного осадка после вакуум-фильтров. Из нижней конусной части гидроциклона сгущенную часть очищенного от несахаров карбоната кальция

смешивают для активации с известковым молоком до рН2о П —11,6 и направляют в мешалку, где выдерживают 1—2 мин. Активированный карбонат кальция через делитель дозируется на преддефе-кацию и, при необходимости, на I сатурацию.

Следовательно, использование в очистке диффузионного сока очищенного карбоната кальция фильтрационных осадков позволит снизить расход извести на 15—20% от его общего расхода.

Литература

1. Сапронов А. Р.,Бобровник Л. Д. Сахар.— М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981.— С. 29.

2. 3 а х а р о в К. П., С е м е н е н к о В. 3., Ж и ж и-н а Р. Г., Ж а р и н о в Н. И. Возврат сатурационных осадков на преддефекацию // Сахарная пром-сть.— 1981.— № 7,— С. 34—36.

3. С а п р о н о в А. Р. Технология сахарного производства.— М.: Агропромиздат, 1986.— С. 176.

4. Олянская С. П., X о м и ч а к Л. М., Архипович Н. А., А л е к с е е в О. Л. Изменение электроки-нетического потенциала СаСОз при ступенчатой дефеко-сатурации и активации «садков I и II сатурации // Са-

. харная пром-сть.—1984.— № 6.— С. 35—37.

Кафедра технологии

сахаристых веществ Поступила 17.04.89

[547.458.233.32— 145+666.92] :664.1

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САХАРОСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ

В. И. БЕЛОХВОСТИКОВ, А. В. САВОСТИН, В. О. ГОРОДЕЦКИЙ, П. П. ПАВЛОВ,

3. В. БЕССАРАБОВА, С. М. СЕМЕНКО, И. А. ВЕСЕЛЕНКО, С. А. БУХТОЯРОВА

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара

В сахарной промышленности для очистки диффузионного сока от несахаров применяют известковое молоко, представляющее собой водную суспензию гидроксида кальция в ее насыщенном растворе.

Наиболее распространенными схемами получения и очистки известкового молока являются: аппарат Мика в сочетании с цилиндрическим ситом, установленным на гасителе, и пескоотделителем Руссе-ля-Дорошенко (на 65% заводов); гаситель в сочетании с цилиндрическим ситом, пескоотделителем и гидроциклоном (на 30% заводов). Остальные заводы работают по типовым схемам [1].

Типовой способ приготовления известкового молока осуществляют путем гашения извести промоями с вакуум-фильтров в известегасильном аппарате. При гашении куски извести разрушаются и гидроксид кальция получается в виде тонкой суспензии — известкового молока [2, 3]. Как правило, на сахарных заводах отказываются от применения сладких промоев для гашения, направляя их в смеси с фильтратом вакуум-фильтров, а используют аммиачные конденсаты, промводу либо их смесь. Применение сахаросодержащих растворов для гашения извести связано с двумя нежелательными явлениями: обильным пенением [6, 7] в связи с кипением щелочного сахаросодержащего раствора за счет выделяющегося при гашении тепла; термическим разложением части сахарозы [4, 5] при интенсивном выделении тепла в момент взаимодействия свежеобожженной извести с водой.

Пенение как наиболее наглядное следствие гашения извести сладкими промоями, проявляется тем сильнее, чем выше концентрация сахара в промоях. Между тем, получение промоев с содержанием сахара ниже 5% в современных барабанных вакуум-фильтрах затруднительно

Отмеченные выше явления связаны с экзотермическим характером реакции гашения извести (при гашении 1 кг СаО выделяется 1093 кДж тепла [2]):

СаО + Н20 = Са(ОН)2 + 61,13 кДж

и могут быть предотвращены, если эту реакцию, а точнее процесс приготовления известкового моло-

ка провести известным способом в две стадии [3].

На первой стадии (предварительное гашение) свежеобожженную известь следует обработать количеством воды, минимально необходимым для проведения собственной химической реакции гашения. Теоретически для этого необходимо

18 : 56 = 0,321 кг воды на 1 кг СаО,

где 18 и 56 — молекулярные массы соответственно воды и оксида кальция.

Фактически потребное количество воды на предга-шение должно быть выше с тем, чтобы избытком воды удалить выделившееся при гашении тепло в виде пара. Количество тепла, которое выделяется при гашении, воспринимается подаваемой водой и удаляется в виде пара, может быть выражено уравнением теплового баланса:

<2 = ав (/100-;20)+ овп

где С? — количество выделяющегося тепла, кДж\

(100- г'20—энтальпии воды соответственно при

я ’ 8 100 и 20° С;

г — внутренняя теплота парообразования, кДж/кг [8].

1093 = бв • (419-84) + • 2258.

1093

= (419,0—84)+2258 = °’421 кг в°Ды/кг Са0-

Таким образом, всего на предгашение необходимо дать:

0,321+0,421 = 0,742 кг воды/кг СаО.

Содержание оксида кальция в известковом молоке плотностью 1,19 г/см3 составляет 21% к массе известкового молока [9]. Содержание воды:

100—21,8 „ _

—2|"д- = 3,587 кг воды/кг СаО.

Тогда для получения известкового молока можно использовать на второй стадии:

3,587—0,742=2,845 кг воды//сг СаО