CC BY
35
№ 2-3
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ЛЕСНОЙ ЖУРНАЛ
1999
УДК 630*863.5
Е.Д. ГЕЛЬФАНД
технологии древесины.
Гельфанд Ефим Дмитриевич родился в 1936 г., окончил в 1959 г. Архангельский лесотехнический институт, доктор технических наук, профессор кафедры биотехнологии Архангельского государственного технического университета. Имеет более 300 печатных трудов и 140 изобретений в области химической
ПОДАВЛЕНИЕ ПЕНООБРАЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ
Приведены результаты исследования по подавлению пе-нообразования с использованием соапстока, талловых продуктов сульфат-целлюлозного производства, масел.
The investigation results are presented related to foaming suppression using soap stock, tall products of sulfate-pulp production, oils.
Пенообразование - одно из типичных явлений, сопутствующих дрожжевому производству; оно наносит ощутимый экономический ущерб и в ряде случаев ограничивает возможности применения новых прогрессивных технологий и аппаратов. Так, на одном из гидролизных заводов оказалось невозможным внедрить высокоэффективный способ флотационного сгущения дрожжевой суспензии из-за образования стойкой пены, на другом заводе были вынуждены отказаться от использования высокоэффективной технологии локальной очистки последрожжевой бражки (ПДБ) из-за сильного пенообразования, возникающего в системе канализации очищенной
Основным приемом подавления пенообразования в дрожжевом производстве является применение пеногасителей, из которых наиболее широко используют соапсток - побочный продукт производства маргарина. Расход соапстока составляет 35 ... 60 кг на 1 тонну товарных кормовых дрожжей. На протяжении многих лет соапсток был сравнительно дешевым и доступным пеногасителем, но в последние годы ситуация изменилась, что побуждает изыскивать возможности снижения расхода соапстока либо его замены.
ПДБ.
Известен опыт использования на отдельных сульфитно-дрожжевых заводах в качестве пеногасителя так называемых талловых продуктов, получаемых при переработке сульфатного мыла в сульфатно-целлюлозном производстве.
Нами исследована принципиальная возможность частичной или полной замены соапстока в гидролизно-дрожжевом производстве талловы-ми продуктами, в частности жирными кислотами (ЖК) и легким талловым маслом (ЛТМ) Соломбальского целлюлозно-бумажного комбината.
Были приготовлены водные эмульсии соапстока, ЖК и ЛТМ, а также их смесей. Суммарная концентрация пеногасителей во всех эмульсиях составила 0,8 г/л. Для изучения эффективности эмульсий проведен эксперимент по установлению пенообразующей способности дрожжевой суспензии, отобранной из дрожжерастильного аппарата Архангельского гидролизного завода. Для этого в стеклянный мерный цилиндр с притертой пробкой вместимостью 100 мл вливали 30 мл дрожжевой суспензии, цилиндр с содержимым встряхивали 180 раз в течение 1 мин. Сразу после встряхивания замеряли объем пены (А0), то же самое делали через 5 мин (А5) и рассчитывали показатель ее устойчивости (У = (Л5/Л0) 100 %). Полученные показатели (Л0 = 38 мл, Л5 = 16 мл, У = 42 %) характеризуют пенообразующую способность исходной дрожжевой суспензии.
Для выявления пеногасящих свойств приготовленных эмульсий в 30 мл дрожжевой суспензии вводили 1 мл эмульсии, смесь встряхивали 1 мин, определяли показатели Л0, Л5, У, сравнивая их с аналогичными показателями для исходной суспензии.
На рис. 1 приведены результаты испытаний эмульсий соапстока, ЖК, ЛТМ и их смесей. Из представленных данных видно, что, хотя сами по себе ЖК в качестве пеногасителя менее эффективны, чем соапсток, их смеси обладают лучшими пеногасящими свойствами. Наиболее предпочтительно использовать смеси с содержанием от 30 до 70 % соапстока, так как
Рис. 1. Изменение показателей У(1), Л0(2) и Л5(3) при пеногашении дрожжевой суспензии смесями соапсток-ЖК(а) и соапсток-ЛТМ (б) (Х - содержание ЖК и ЛТМ в смеси)
Экспериментальную часть работы выполнил студент М. А. Осипов.
200
Е.Д. Гельфанд
А А
(Л*
ДО
20
-/
/2'
Рис. 2. Изменение показателей А0 (1, Г) и А5 (2, 2') при пеногашении ПДБ, биоокисленной с дрожжеподобными грибами: 1, 2 - ЛТМ; Г, 2' - ЖК (здесь и далее, на рис. 3, X - расход пеногасителей)
12 Х.мг/А
они обеспечивают минимальный уровень устойчивости пены. Наилучшие результаты получены для смеси, состоящей из 30 % соапстока и 70 % ЖК: показатель А0 снизился в 3 раза, А5 - в 4 раза, У - в 1,6 раза по сравнению с аналогичными показателями для чистого соапстока. При использовании такой смеси можно ожидать суммарного сокращения расхода пеногасителя на 1 тонну дрожжей в 3 раза.
Этот же результат получен и для ЛТМ: любое его сочетание с соап-стоком эффективнее, чем сам соапсток; наименьшая устойчивость пены достигнута при использовании смеси, содержащей 40 ... 60 % соапстока, остальное - ЛТМ. Наилучшие результаты получены для смеси из 40 % соапстока и 60 % ЛТМ: показатель А0 снизился в 2,7 раза, А5 - в 6 раз, У - в 2,2 раза по сравнению с чистым соапстоком.
Интересно отметить, что высокое пеногасящее действие смесей проявляется при дозировках, значительно (примерно в 10 раз) меньших тех, которые можно было бы ожидать исходя из существующего уровня затрат пе-ногасителей ( 35 ... 60 кг на 1 т дрожжей). С учетом этого нами продублированы опыты со смесями пеногасителей при расходе эмульсии не 1 мл, а 5 мл на 30 мл дрожжевой суспензии. При этом установлено, что в опытах со смесями (40...60 % соапсток - остальное ЖК) показатели А5 и У оказались равными 0, т. е. обеспечивалось полное устранение пены. Такие же результаты были достигнуты и со смесями соапсток - ЛТМ при содержании соап-стока менее 40 %.
Как уже отмечалось, пенообразование свойственно не только дрожжевой суспензии, но и ПДБ, особенно после ее локальной биологической очистки с активным илом.
Нами проведены опыты по подавлению пенообразования для двух видов ПДБ: № 1 - обычная биоокисленная (т. е. с дрожжеподобными грибами), № 2 - биоокисленная с активным илом. Из рис. 2, на котором представлены результаты опытов с ПДБ № 1, видно, что пенообразующая способность ее легко подавляется при очень малых дозировках пеногасителей (1 ... 3 мг/л).
Рис. 3. Изменение показателей А0 (а) и А5 (б) при пеногашении ПДБ, био-окисленной с активным илом: 1 - ЛТМ, 2 - ЖК, 3 - дистиллированное тал-ловое масло, 4 - соевое масло, 5 - рапсовое масло, 6 - подсолнечное
масло, 7 - рыбий жир
Из рис. 3, на котором представлены результаты опытов с ПДБ № 2, следует, что талловые продукты мало эффективны. Наибольший эффект достигнут при добавке рыбьего жира, за ним следуют подсолнечное и рапсовое масла. Важно отметить, что испытанные пеногасители способны снижать показатель А0 для ПДБ № 2 до уровня, характерного для ПДБ № 1, что открывает возможность их использования для подавления пенообразования при канализации ПДБ № 2. При этом дозировка пеногасителей составляет лишь 4 ... 6 мг/л.
Поступила 3 марта 1997 г.
