CC BY
128УДК 664.1 + 628.5
Современный моечный комплекс: опыт работы в целях уменьшения загрязнённости свёклы, снижения потерь массы и сахара, расхода воды
В.Н. КУХАР (e-mail: [email protected]), В.Д. САПОВСКИЙ, В.Н. БОРОВОЙ, А.П. ЧЕРНЯВСКИЙ, А.Е. АНТОНЕНКО,
В.И. КОЛОМИЕЦ, С.Д. ДАНИЛЮК, С.А. ГЛУШКО, Е.Ю. КОБА
ООО «ФИРМА «ТМА»
Н.Д. ХОМЕНКО, А.И. СОРОКИН
ИПДО НУПТ
А.В. КУХАР
ПП «Яготинский механический завод» Л.И. ЧЕРНЯВСКАЯ
Институт продовольственных ресурсов НААН Украины
Введение
Как правило, на сахарные заводы поступает сырьё с высоким уровнем общей загрязнённости стеблями и корневищами сорняков, черешками, ботвой связанной и свободной, землёй. В связи с этим очень важным является их удаление на тракте подачи и в мойке.
Для повышения эффективности сахарного производства целесообразно максимально удалить органические и минеральные примеси, уменьшить продолжительность пребывания корнеплодов в воде и соответственно снизить потери сахара в транспортёрно-моечной воде, вернуть в производство всю товарную свекломассу [8—10, 15—16, 24]. В данной публикации авторы представляют примеры реализации комплексных решений при разработке технологической схемы и внедрении единиц оборудования для максимального удаления примесей и очистки корнеплодов перед подачей в переработку.
Качество свекловичного сырья, поступающего на переработку в зависимости от погодных условий
Научные исследования показывают, что при поточном и поточно-перевалочном способах уборки свёклы связанная земля составляет 75—80 % от массы примесей. Общая загрязнённость такой свёклы достигает 20—40 % [2—4]. Если же влажность почвы более 23 % и загрязнённость свёклы более 20 %, ворох свёклы теряет свойства сыпучего груза, и при разгрузке буртоукладочными машинами резко снижается эффект очистки. При уровне общей загрязнённости до 10 % серийные очистители буртоукладоч-ных машин отделяют 12—25 % исходного количества примесей, в основном свободную землю. Остальные
примеси (около 75 %) вместе со свекловичным боем поступают в кагат.
Анализируя составляющие общей загрязнённости свёклы [4], можно отметить следующее:
— при уровне загрязнённости 10 % трудноотделимые на буртоукладочных машинах примеси составляют 75 %, в том числе связанная земля — 60 %, свободная земля — 15 %, связанная ботва — 15 %;
— при уровне 15 % трудноотделимые примеси составляют 90,4 %, в том числе связанная земля — 31,3 %, свободная земля — 1,3 %, комья земли — 0,7 %, связанная ботва — 58,4 %;
— при уровне 18—40 % трудноотделимые примеси составляют 100 %, в том числе связанная земля — 42— 73 %, комья земли — 2,62—2,65 %, связанная ботва — 54,77—24,25 % к массе примесей.
По литературным данным [2—5, 22] и фактически полученным нами результатам, свёкла, поступающая на переработку, содержит в зависимости от погодных условий большое количество примесей (неотмытой земли, свободной и связанной зелёной массы, корневищ сорняков, камней и т. д.). Количество боя и обломков свёклы на тракте подачи и в моечном комплексе составляет 5—6 % к массе свёклы, продолжительность пребывания корнеплодов в воде при гидроподаче может составлять в среднем от 6 до 16 минут в зависимости от того, насколько широко распространена сеть гидротранспортёров и каков путь движения свёклы по кагатному полю до завода. Общие потери сахара в транспортёрно-моечной воде составляют около 1 % к массе сахарозы в заготовленном сырье, или 0,18—0,25 % к массе свёклы. При гидротранспортировке свёклы со значительными механическими
повреждениями или подмороженной и оттаявшей эти потери значительно выше и могут достигать до 0,80-0,85 % к массе свёклы [1-4, 21, 23].
Концепция современных моечных комплексов
Перед переработкой сахарную свёклу необходимо очистить от лёгких и тяжёлых примесей, а также от земли. Если очистка произведена недостаточно качественно, то значительные количества остаточных загрязнений поступают в производство - на сахарный завод, вызывая повышенный расход ножей свеклорезок, дополнительный износ оборудования в свекло-перерабатывающем отделении, проблемы на фильтрации соков и нежелательно высокое содержание нерастворимой в HCl золы в свекловичном жоме [11].
В настоящее время специализированные научные организации и инжиниринговые компании при разработке теоретических основ и набора оборудования для удаления лёгких и тяжёлых примесей и отмывания свёклы в моечном комплексе, на основании анализа состава вороха свёклы, поступающей с полей, рассматривают обеспечение качественного отмывания корнеплодов в несколько ступеней [11, 13, 14, 17-20]:
— ступень 1: отделение лёгких несвязанных примесей. Выполняется за счёт всплывания (флотации) лёгких примесей в водно-свекловичном потоке с их последующим уносом и отделением от воды при её фильтровании;
— ступень 2: механическая мойка. Осуществляется самоочистка свёклы за счёт трения и вращения корнеплодов. Полное удаление загрязнений ограничено бороздками, в которых может находиться прилипшая земля, а также связанной ботвой, оставшейся на головке после ботвоуборочной машины;
— ступень 3: струйная мойка. Удаление загрязнений из бороздок свёклы и с поверхности корнеплодов струями высокого давления и ополаскивание их чистой водой.
Фирма «ТМА» — изготовитель оборудования и инжиниринговая компания - с самого начала своей работы в сахарной промышленности занимается вопросами реконструкции и строительства моечных комплексов сахарных заводов различной производственной мощности. Реконструированные нами моечные комплексы успешно эксплуатируются на предприятиях Украины — это «Червонский сахарный завод» (3,6 тыс. т свёклы в сутки), «Сигнет-ЦЕНТР» (3 тыс. т/сутки), ОАО «Крыжопольский сахарный завод» (8,28 тыс. т/сутки), ОАО «Гайсинский сахарный завод» (8 тыс. т/сутки), «ОВАС-Сахар» (Баби-но-Томаховский сахарный завод) (3 тыс. т/сутки); в Республике Беларусь - ОАО «Городейский сахарный комбинат» (10 тыс. т/сутки; в Киргизии - ООО «Каинды-Кант» (4,5 тыс. т/сутки), в Российской
Федерации — на Лебедянском (7,8 тыс. т/сутки), Ва-луйском (5,2 тыс. т/сутки) и других сахарных заводах стран СНГ.
При правильно выполненной реконструкции моечного комплекса уменьшается количество балласта, который не попадает со свёклой на переработку, снижается инфицированность свекловичной стружки и уменьшаются неучтённые потери сахарозы на диффузии на 0,1—0,15 %, увеличивается эффект очистки сока на дефекосатурации на 3—5 %, снижается содержание сахарозы в мелассе на 0,3 %, увеличивается выход сахара на 0,3—0,5 % [5, 23]. В последние годы для уменьшения потерь сахара при обеспечении качественного мытья корнеплодов от почвы, максимальном удалении тяжёлых и лёгких примесей фирма предлагает своим заказчикам реализовывать схемы сухой и полусухой подачи мытой свёклы на переработку.
Наша концепция реконструкции действующих и создания новых современных моющих комплексов с целью экономии средств и уменьшения в дальнейшем количества обслуживающего персонала заключается в том, что он должен быть полностью автоматизированным и включать в себя набор эффективно работающего высокопроизводительного оборудования отечественного и импортного производства.
Моечный комплекс Гайсинского сахарного завода
Эта концепция уже была реализована нами на Гай-синском сахарном заводе в 2007 г. [25]. При реконструкции было использовано оборудование отечественного производства: двухвальная мойка корыт-ного типа системы Ш1-ПМД-6, ополаскиватели, водоотделитель, изготовленные Яготинским механическим заводом; оборудование импортного производства (оборудование фирмы Putsch): соломоловушки для улавливания лёгких примесей; камнеловушка для улавливания тяжёлых примесей; форсуночно-роликовая мойка типа DRW 18 / 400x1600, используемая в качестве эффективной мойки для окончательной отмывки и ополаскивания корнеплодов, специально для очистки корневых бороздок и удаления всех частиц оставшейся грязи путём многократного вращения корнеплодов свёклы с использованием воды высокого давления (от 7 до 10 бар), установка для очистки транспортёрно-моечной воды от ботвы и свекловичного боя, включая барабанный гравие-уловитель типа ВКА 4000x800x6, предназначенный для эффективного отделения остаточных камней, щебня и гравия с потока отделяемой воды; фильтр транспортёрно-моечных вод тип SWF 6500 для обезвоживания органических и неорганических составных частей с транспортёрно-моечной воды с целью дальнейшей классификации на распределительной
ленте; распределительно-ленточный конвейер типа TRB 6500, который используется для эффективного отделения товарной свекломассы от примесей.
Все работы по выбору средств автоматизации, комплектации, монтажа и пусконаладка были выполнены отделом автоматизации фирмы «ТМА». Предусмотрено два варианта автоматического управления: с автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора моющего комплекса на центральном диспетчерском пульте завода (ЦДП) и со щита управления с промышленным компьютером, находящимся в моечном комплексе. Расстояние между этими местами управления составляет 450 м. Основное рабочее место оператора моечного комплекса — центральный диспетчерский пункт. Отсюда осуществляется видеонаблюдение, контроль и управление технологическим процессом. Управление со щита управления в моечном комплексе — запасной вариант. К нему прибегают в пусковой период и в случае нештатных ситуаций.
Система автоматизации тракта подачи свёклы и моечного отделения обеспечивает контроль за работой оборудования и технологическими процессами с помощью системы промышленного видеонаблюдения на десять видеокамер; местное управление всеми электроприводами; автоматическое (с компьютера) управление электроприводами (42 ед.), автоматическая продувка ополаскивателя и мойки Ш1-ПМД-6; автоматическое управление пульсирующим шибером по четырём технологическим параметрам (уровень в бункере свёклы, расход стружки, нагрузка на приводах свеклонасосов и мойки) автоматическое распределение свёклы на водоотделители; контроль электрических нагрузок на свеклонасосах и в мойке; контроль уровня в бункере свёклы с помощью четырёх ультразвуковых уровнемеров; контроль уровня воды в ополаскивателе; контроль расхода воды на моечный комплекс; управление приводами свеклонасосов, насосом воды на форсуночно-роликовую мойку и ленточным транспортёром свёклы длиной 196 м с помощью устройств плавного пуска.
Такое решение моечного комплекса на Гайсинском сахарном заводе позволило качественно отмыть свёклу от почвы, удалить все примеси, вернуть товарную свекломассу в производство, а также эффективно использовать вертикальные отстойники транспортёрно-моечных вод. По результатам эксплуатации оборудования в течение 12 производственных сезонов продолжительность пребывания корнеплодов свёклы в моечном комплексе составляет 6 минут, степень отмывания свёклы от почвы и удаление несвязанных лёгких и тяжёлых примесей составила в среднем 99,80 %.
Вся транспортёрно-моечная вода, поступающая с водоотделителей и форсуночно-роликовой мойки, попадает на устройство для фильтрации.
В Гайсинском сахарном заводе на первом этапе реконструкции установлен один фильтр с размером отверстий 3,2x10 мм, пропускная способность 2700 м3/час; второй аналогичный фильтр установлен на втором этапе при плановом повышении производительности. Они позволяют отделить от воды всю товарную свекломассу, примеси органического и минерального происхождения. Транспортёрно-моечная вода, подаваемая на отстойники транспортёрно-мо-ечных вод, эксплуатируемых на заводе, легко осветляется. Для интенсификации осветления воды используется флокулянт. Отстойники работают эффективно, осветлённая вода поступает на подачу свёклы, на ополаскиватель, на 14 рядов форсунок финишной мойки. Свежая чистая вода подается только на четыре последние ряда форсунок финишной форсуночно-роликовой мойки.
Такое тщательное отмывание свёклы от земли, удаление лёгких и тяжёлых примесей из свёклы позволили улучшить микробиологическую ситуацию в диффузионной установке. Анализы по определению содержания молочной кислоты в диффузионном соке показали, что при ритмичной работе диффузных установок её содержание не превышало 5—7,5 мг на 100 см3.
Таким образом, разработанная и принятая концепция реорганизации работы на кагатном поле, реконструкции тракта доочистки свёклы и моечного отделения полностью себя оправдала и позволила заводу эффективно удалять лёгкие и тяжёлые примеси, отмывать корнеплоды от земли, возвращать в производство всю товарную свекломассу, снизить потери свекломассы и сахара, получать качественную стружку. Поэтому для сахарных заводов, имеющих высокую загрязнённость свёклы примесями, целесообразно при модернизации моющих отделений устанавливать узел фильтрации транспортёрно-моечной воды и классификации товарной свекломассы, который позволит снизить расход свежей воды на мойку, а также исключить проблемы с работой отстойников транспортёрно-моечной воды.
В связи с наращиванием мощностей действующих предприятий фирмой «ТМА» разработана документация на изготовление оборудования для моечных отделений большой единичной мощности, в частности мойки для обеспечения производительности не менее 10 тыс. т переработки свёклы в сутки.
Оборудование и технические решения моечного
комплекса Саливонковского сахарного завода
В 2017 г. Саливонковский сахарный завод принял решение осуществить реконструкцию моечного отделения с целью достичь производительности 10 тыс. т свёклы в сутки [26].
Рис. 1. Общий вид моечного комплекса Саливонковского сахарного завода
При разработке технологической схемы нового моечного отделения такой производительности был проведён анализ ряда факторов, влияющих на процесс очистки свёклы на этом участке, с учётом изменений за последние годы технологических качеств сахарной свёклы в зависимости от условий выращивания до изменений в требованиях к технологии их переработки.
Рис. 2. Уловитель легких примесей ТМА УЛП-10 в работе
Разработанная технологическая схема моечного отделения с комплектацией и расположением набора необходимого оборудования включала в себя оборудование как собственного производства (производственного подразделения «Яготинский механический завод») ООО ФИРМА «ТМА» и других машиностроительных компаний Украины, так и ведущей компании Putsch (Германия), которая специализируется на выпуске оборудования для моечных отделений сахарных заводов различной производственной мощности. Общий вид моечного комплекса представлен на рис. 1.
Для оснащения моечного отделения заказчиком было закуплено оборудование отечественного производства, в частности производственного подразделения «Яготинский механический завод»: соломо-ботвоулавливатель ленточный марки ТМА-СБТ-900 (2 шт.), водоотделитель дисковый 12-валковый с приводом на каждый валок отдельно марки ТМА-ВДФ-10 (1 шт.), уловитель лёгких примесей марки ТМА-УЛП-10 в комплекте с шнековыми конвейерами, сетчатым конвейером, ванной ополаскивателя (1 комплект) (рис. 2) корытная мойка двухвальная комбинированная ТМА-ПМД-10, финишная ро-лико-форсуночная мойка ТМА-МР-10 для очистки корневых бороздок и удаления прилипшего грунта от корнеплодов путём многократного их вращения
на валках с применением воды высокого давления (от 7 до 10 бар) (1 шт.), барабан сортировочный после УЛП ТМА-БС-41 для окончательного разделения товарной свекломассы и примесей и их удаления (1 шт.), спаренные фильтры ФСП-500 для очистки осветлённой оборотной воды на первые 6 рядов ролико-фор-суночной мойки (4 шт.). Это позволило значительно сократить средства на приобретение необходимого оборудования по сравнению со стоимостью такого же оборудования у европейских производителей.
Заказчиком было закуплено оборудование, которое пока не выпускается отечественными машиностроительными предприятиями, у фирмы Putsch: камне-ловушки барабанные TSA-4000 для эффективного удаления камней и крупного щебня (2 шт.), гравие-песколовушка TKA-5200 для эффективного удаления остатков песка, щебня, гравия и уменьшения нагрузки на фильтровальное полотно фильтров (1 шт.), фильтры транспортёрно-моечной воды SWF-7000 для отделения от транспортёрно-моечной воды всей товарной свекломассы и примесей органического и минерального происхождения (3 шт.), классификаторы свекловичного боя и хвостиков TRB-6500 для эффективного отделения товарной свекломассы от примесей (3 шт.) [27].
Краткое описание и технические характеристики оборудования большой производственной мощности, изготовленного Яготинским механическим заводом и установленного в моечном комплексе Саливонковского сахарного завода.
Соломоботволовушка ленточная
марки ТМА-СБТ-900 (рис. 3)
Конструктивные особенности. Рабочая часть соло-моботволовушки устанавливается на опорную часть на четырёх винтовых парах, позволяющих менять высоту расположения верхней части, т. е. регулировать зазор между днищем и граблинами в зависимости от высоты свекловодяного потока. Для снятия ударных нагрузок при разгрузке граблин на подшипниковых узлах отбойного ролика установлены демпфирующие пружины. Выгрузочный лоток — универсального исполнения с возможностью разгрузки на любую из сторон от гидротранспортера. Соломоботволовушка изготавливается из конструкционных углеродистых качественных сталей. Приводом служит мотор-редуктор NORD (Германия) мощностью 1,5 кВт. Подшипниковые узлы разборные, производства SKF (Швеция) или европейские аналоги SNR, FAG, NTN. В качестве тягового органа применена резинотросо-вая лента производства фирмы Continental (Германия). Для создания потока сжатого воздуха применяется высоконапорный вентилятор Savio (Италия).
Рис. 3. Соломоботволовушка ТМА-СБТ-900 в работе
Технические характеристики Производительность по свёкле,
не менее 10 000 т/сутки
Ширина канала гидротранспортёра 900 мм
Количество рядов граблин 18 комплектов
Установленная мощность 1,5 кВт Габаритные размеры, не более:
длина 7 095 мм
ширина 1 930 мм
высота 5 230 мм
Масса, не более 6 200 кг
Свекломойка двухвальная корытная кулачковая
марки ТМА-ПМД-10 (рис. 4)
Конструктивные особенности. Корпус свекломойки состоит из двух спаренных и-образных желобов с наращенными боковыми и торцевыми бортами. По длине корпус разделён на два моечных отделения поперечной перегородкой. Внутри каждого жёлоба на выносных опорных подшипниковых узлах установлены кулачковые валы, состоящие из трубовала с присоединенными цапфами и вваренными по винтовой линии кулаками, образующими двухзаходный винт. В хвостовой части валов установлены выбрасывающие лапы. В передней части свекломойки размещён загрузочный лоток, а в задней торцевой стенке предусмотрен выгрузочный проём. К днищу желобов прикреплены два бункера песколовушек: в первом отделении — постоянной продувки, во втором — периодической. В местах присоединения бункеров песколо-вушек в днище желобов особым способом выполнена перфорация. Каждый вал приводится в движение от своего мотор-редуктора, которые установлены на общей отдельно стоящей раме.
Свёкла через загрузочный лоток попадает в первое моечное отделение свекломойки, где корнеплоды
Рис. 4. Мойка корытная двухвальная ТМА-ПМД-10, общий вид и в процессе эксплуатации
свёклы, находясь в скученном состоянии, интенсивно перетираются друг о друга, за счёт вращения кулачковых валов. Таким образом, земля и песок отделяется от них. Вследствие винтообразного расположения кулаков свёкла переходит во второе отделение свекломойки, где происходит её дополнительное оттирание от грязи и отмывание в постоянном уровне воды, после чего выбрасывающими лапами она выгружается из мойки. Для отмывки корнеплодов свёклы во второе моечное отделение непрерывно подаётся осветлённая транспортёрно-моечная или чистая вода, часть которой переходит через перегородку в первое отделение и вместе с грязью и песком удаляется через ситчатое дно и песколовушку непрерывного действия. Во втором отделении грязь осаждается и удаляется через песколовушку периодического действия.
Свекломойка изготавливается из конструкционных углеродистых качественных сталей. Расчётная конструктивная прочность узлов и элементов свекломойки допускает пропускную способность до не менее 11 тыс. т переработки свёклы в сутки. Кулачковые валы изготавливаются из бесшовной толстостенной
Рис. 5. Водоотделитель ТМА-ВДФ-10
трубы с усиленными узлами установки кулаков, цапфы — из поковок и крепятся к трубовалу через фланцевое соединение.
Приводами кулачковых валов служат два мотор-редуктора марки NORD, мощностью 75 кВт каждый, с залитым нормативным количеством синтетического масла. Подшипниковые узлы разборные, производства SKF или европейские аналоги — SNR, FAG, NTN. Бункер периодической продувки комплектуется ножевой шиберной заслонкой Ду300 с пневмоприводом и концевыми выключателями производства Orbinox.
Технические характеристики Производительность по свёкле, не менее 10 000 т/сутки
Эффективность отмывания корнеплодов, не менее 75—80 %
Установленная мощность (2x75 кВт) 150 кВт
Частота вращения кулачковых валов 16 об/мин Габаритные размеры:
длина 8 750 мм
ширина 6 290 мм
высота 6 240 мм
Масса, не более 30 300 кг
Водоотделитель дисковый ТМА-ВДФ-10 (рис. 5)
Конструктивные особенности. Водоотделитель дисковый устанавливается в моечном отделении и предназначен для полного отделения свёклы от транспор-тёрно-моечной воды, отделения мелких примесей, части ботвы и свекловичных хвостиков. Он имеет рамную конструкцию с закрытым корпусом. В корпусе установлены валы квадратного сечения с резиновыми профильными дисками, валы закреплены в двух подшипниковых узлах. Каждый вал приводится во вращение индивидуальным приводом. В верхней части корпуса опционально возможна установка коллекторов с форсунками высокого давления.
Движение свёклы осуществляется за счёт непрерывного вращения валов с полным отделением транс-портёрно-моечной воды. Мелкие примеси, попадая в зазоры между дисками, вместе с водой отводятся в бункер транспортёрно-моечной воды. Подачей воды через форсунки высокого давления (7—10 бар) свёкла подвергается дополнительной струйной напорной промывке, а также интенсифицируется процесс отвода примесей.
Конструкция водоотделителя нашего производства отличается от европейских аналогов наличием обратного валка, что даёт возможность реализовать обдув свёклы сжатым воздухом для лучшего отделения несвязанной ботвы и других лёгких примесей от свёклы и удаления вместе с транспортёрно-моечной водой. Вентилятор в стандартный комплект поставки не входит, также возможна поставка водоотделителя без обратного валка. Каждый вал оснащён датчиками вращения.
Приводами валов, в том числе обратного валка, служат мотор-редукторы системы NORD мощностью 2,2 кВт каждый, с залитым нормативным количеством синтетического масла. Все подшипниковые узлы разборные европейского производства (SKF, SNR, FAG). Для изготовления валов используется калиброванный квадрат 100х100, сталь 45.
Технические характеристики
Производительность по свёкле,
не менее 10 000 т/сутки
Ширина просвета водоотделителя 2000 мм
Количество валов 12 шт.
Количество обратных валов 1 шт.
Установленная мощность
(12/1 х 2,2 кВт) 26,4/28,6 кВт
Частота вращения валов 86 об/мин
Габаритные размеры:
длина 4 302 мм
ширина 3 130 мм
высота 1 682 мм
Масса, не более 8 400 кг
Мойка финишная форсуночно-роликовая ТМА-МР-10 (рис. 6)
Форсуночно-роликовая мойка является завершающей единицей оборудования современного све-кломоечного комплекса, главное предназначение которой — очистка бороздок на корнеплодах и окончательное удаление всех оставшихся частиц грязи, песка и органических примесей. Состоит из рамы с закрытым корпусом, внутри корпуса — валы квадратного сечения с резиновыми профильными дисками, валы закреплены в двух подшипниковых узлах. Каждый вал приводится во вращение индивидуальным
приводом. В верхней части корпуса установлены коллекторы с форсунками высокого давления.
Транспортирующие ролики обеспечивают непрерывное вращение свёклы при продольном её движении вдоль мойки, совместно со струями воды высокого давления это обеспечивает максимальный эффект отмывания. Для первых рядов форсунок можно использовать доосветлённую транспортёрно-моеч-ную воду, для последних — охлаждённые конденсаты, а при их отсутствии — обеззараженную свежую воду.
Последняя зона форсуночно-роликовой мойки обеспечивает полное обезвоживание свёклы перед бункером над свеклорезками.
Конструктивные особенности. Каждый вал мойки финишной оснащён датчиками вращения. Приводами валов служат мотор-редукторы NORD, мощностью 3 кВт каждый, с залитым нормативным количеством синтетического масла. Все подшипниковые узлы разборные европейского производства (SKF, SNR, FAG). Для изготовления валов используется калиброванный квадрат 100 х 100, сталь 45.
Технические характеристики Производительность по свёкле,
не менее 10 000 т/сутки
Ширина просвета мойки 2 300 мм
Количество валов 18 шт
Установленная мощность (18 х 3 кВт) 54 кВт
Частота вращения валов 86 об/мин Габаритные размеры:
длина 5 830 мм
ширина 3 570 мм
высота 1 821 мм
Масса, не более 15 050 кг
В 2017 г. ПрАО «Укргипросахар» был выполнен проект реконструкции моечного комплекса. Заказ-
Рис. 6. Финишная ролико-форсуночная мойка ТМА-МР-10
чик заключил договоры на поставку оборудования с иностранными и отечественными производителями.
После окончания производственного сезона 2017 г., в ноябре, начались подготовительные работы. Строительные работы возобновились весной 2018 г. С поступлением на завод оборудования осуществлялись строительно-монтажные работы. Монтаж оборудования был начат 24 мая, а сборка основной его части завершена 20 августа 2018 г. Моечный комплекс запущен в работу на свёкле нового урожая 10—11 сентября 2018 г.
Фирма «ТМА» благодаря тесному сотрудничеству и координации выполнения работ между строителями и всеми субподрядными организациями смогла полностью выполнить необходимый объём работ за три календарных месяца. Возведение каркаса здания из железобетона и монтаж оборудования проводилось параллельно: по мере готовности площадки она передавалась под монтаж соответствующих единиц техники.
Чтобы ускорить монтаж в дальнейшем, фирма «ТМА» осуществляла укрупнённую сборку нестандартного оборудования, узлов площадок, лестниц, ступеней на строительных площадках, переданных подрядчику под монтаж, в зоне проведения главных строительных работ.
Оборудование и схемно-технические решения
очистки транспортёрно-моечной воды
Для обеспечения моечного комплекса водой на заводе построена установка для очистки и осветления транспортёрно-моечной воды. В состав установки входят (по два комплекта): примесеулавливатель марки ТМА-УПО-35, отстойники-декантаторы марки ТМА-ВОУ-1 и осветлители Ш1-ПОЭ (рис. 7). Кроме того, приобретена установка подготовки и подачи раствора флокулянта, необходимого для структурирования осадка транспортёрно-моечной воды, а также были использованы пеногасители.
Качество транспортёрно-моечной воды определяется [12]:
— наличием взвесей в виде твёрдых и мелкодисперсных частиц, песка, супеси, глины, чернозёма (количество их составляет от 10 до 30 % общего объёма воды, повышая, в свою очередь, её плотность);
— количеством плавающих примесей, прошедших через сита примесеулавливателей: мелких частиц (0,5—5 мм), боя свёклы, семян, шелухи, опавших сухих листьев, различных трав;
— невысокой температурой (не выше 20 °С), чтобы не вызывать интенсивного вымывания сахара, развития термофильных бактерий и интенсификации процессов брожения;
— соответствующей щелочной реакцией транс-портёрно-моечных вод (они должны иметь рН > 8,5,
наиболее эффективная коагуляция при рН = 9,25— 11,5) с целью ослабления брожения и улучшения коагуляции;
— наличием инфекции, так как при этом нарушается нормальный технологический режим завода, увеличиваются потери сахара.
Для решения вопросов подготовки, очистки и экономного использования воды каждый сахарный завод должен иметь современные сооружения для очистки вод II категории [5—7].
Отстойники типовых конструкций бывают периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. К отстойникам периодического и полунепрерывного действия относят отстойники устаревших типов — земляные карты, проточные земляные, секционные (типа Чекурды) и радиальные, которые имеют существенные недостатки: низкий эффект очистки и малая степень сгущения осадка, отсюда — большое количество сточных вод III категории, отсутствие фактора разделения по фракциям (лёгкие, тяжёлые, взвешенные частицы); большая занимаемая площадь (в основном плодородные почвы); отсутствие возможности регулировать производительность, количество воды в отстойнике, время и скорость осаждения и концентрирование взвесей; в зимнее время — низкая температура осветлённой воды, что приводит к обмерзанию, замерзанию и плохой подаче свёклы на завод; отсутствие возможности регулировать рН и придерживаться заданных параметров этого показателя; отсутствие эффективного применения дезин-
Рис. 7. Установка для очистки и осветления транспортёрно-моечной воды
фекции воды, обработки коагулянтами и флокулянта-ми полного объёма; значительная потеря массы воды в результате испарения с поверхности, инфильтрации в грунт, разложение и гниение в объёме очищаемой воды; отсутствие возможности автоматизации; большие финансовые затраты на ремонтно-восстанови-тельные работы, связанные с трудоёмкостью очистки отстойников от накопившегося осадка, укреплением обваловок и дамб; экологические проблемы: загрязнение подземных вод, воздушного бассейна, близлежащих водоёмов.
Современные отечественные очистные сооружения — вертикальные отстойники-сгустители, модернизированные, марок Ш1-ПОС-3 и ВОУ-1, которые изготавливаются Яготинским механическим заводом. Они предназначены для очистки транспортёр-но-моечных вод от примесей свекломассы и ботвы, удаления пены, осветления транспортёрно-моечных вод и сгущения удаляемого осадка.
Фирмой «ТМА» в 2018 г. на Саливонковском сахарном заводе была произведена реконструкция оборотной системы вод II категории. После тщательного изучения местных условий работы с учётом особенностей работы завода и качества свёклы специалисты фирмы «ТМА» произвели расчёты и на их основе предложили собственникам завода современную перспективную схему очистки транспор-тёрно-моечных вод с применением вертикальных отстойников-сгустителей ВОУ-1 и осветлителей Ш1-ПОЭ. Оборудование для очистки воды изготовлено ПП «Яготинский механический завод» фирмы «ТМА», монтаж осуществлён также специалистами фирмы «ТМА».
В процессе эксплуатации смонтированного оборудования значительно улучшились показатели качества транспортёрно-моечной воды. В несколько раз снизилось наличие взвешенных фракций в виде твёрдых и мелкодисперсных частиц, песка, супеси, глины. Удалено большое количество плавающих примесей, прошедших через сита примесеулавливателей, мелких частиц (0,5—5 мм) боя свёклы и проч. Эффект очистки воды составил 88—92 %. За счёт увеличения плотности удаляемого осадка из отстойников на 1/3 снизилось количество воды, удаляемой на поля фильтрации.
Применение осветлителей ТМА-Ш1-ПОЭ дало возможность снизить расход свежей речной воды на мойку и транспортировку свёклы на 40—50 %. Мойка и ополаскивание свёклы проводится только осветлёнными водами после их доочистки на осветлителях.
Использование вертикальных отстойников-сгустителей ТМА-ВОУ-1 в комплексе с осветлителями воды II категории ТМА-Ш1-ПОЭ позволило добиться общего эффекта:
— снизить потери сахара в транспортёрно-моечной воде на 0,01-0,015 %;
— уменьшить энергопотребление с 0,02 до 0,005 квт/м3;
— сократить водопотребление в два раза;
— решить экологические проблемы: снизить загряз-нёние подземных вод, воздушного бассейна, близлежащих водоёмов.
Технологическая схема подачи свёклы в завод,
отделение от корнеплодов примесей, процессы мойки,
подготовки и использования воды (рис. 8 и 9)
Как представлено на рис. 8, свекловодяная смесь с буферной ёмкости 1 для свёклы, расположенной в нижнем гидротранспортёре, куда поступает также и транспортёрно-моечная вода, свеклонасосом подаётся в верхний лоток гидротранспортёра 2. На верхнем гидротранспортёре последовательно расположено оборудование для удаления тяжёлых 3 (две камнеловушки) и лёгких 4 примесей (две ленточные соломоботволовушки). Для интенсификации всплы-вания лёгких примесей имеется вентилятор сжатого воздуха 15. Примеси, улавливаемые камне- и соло-моловушками, специальным транспортом вывозят за пределы завода. Свекловодяная смесь поступает на водоотделитель дисковый 5. Отдув лёгких примесей после водоотделителя осуществляется вентилятором 18. После водоотделителя свёкла поступает в ополаскиватель 6, где происходит дальнейшее улавливание и выведение с потока лёгких примесей с помощью ситчатого транспортёра 6.2. Спаренным винтовым конвейером 6.1 свёкла направляется в двухвальную кулачковую мойку 7, после которой свёкла направляется на финишную ролико-форсуночную мойку 8. Таким образом, происходит многоступенчатое отделение примесей, отмывание и оттирание черешков, связанной ботвы, боковых корешков, последовательное ополаскивание корнеплодов декантированной, доосветлённой и чистой водой с антисептиком. В финишной мойке осветлённой водой высокого давления (7—10 бар) смывается вся прилипшая грязь, вымывается грязь из боковых канавок, затем корнеплоды ополаскиваются чистой водой (охлаждённым конденсатом) и обрабатываются антисептиком. После финишной мойки осуществляется обдув корнеплодов сжатым воздухом для удаления прилипшей поверхностной влаги. Свёкла выгружается на транспортёр 16 и подается в бункер над свеклорезками. Степень отмыванияя свёклы от примесей составляет не менее 99,8 %.
При реконструкции моечных комплексов одной из важных проблем является обеспечение их водой и очистка транспортёрно-моечной воды (ТМВ). Нами разработан набор оборудования и реализована
технологическая схема очистки транспортёрно-моеч-ной воды (см. рис. 9). После водоотделителя 5 транс-портёрно-моечная вода попадает в гравиеловушку барабанного типа 20, после которой вода поступает на фильтры транспортёрно-моечной воды. Вода проходит через фильтры и направляется в сборник ТМВ-21. Отсепарированные обломки и частицы све-кломассы, боя, хвостики, и другие примеси поступают на распределительный ленточный конвейер 10, где осуществляется классификация свекломассы по размерам кусочков, а также отделение ботвы, соломы, сорняков для вывода из моечного отделения. Товарная свекломасса направляется транспортёром 11 на переработку, кусочки свекломассы размером менее 10 мм отсортировываются и идут на корм скоту. Лёгкие примесы (ботва, черешки и проч.) удаляются вместе с лёгкими примесями из соломоловушек 4.
Транспортёрно-моечная вода (ТМВ) со сборника 21 насосом подаётся через примесеулавливатель 24 в вертикальный отстойник транспортёрно-моеч-ной воды марки ТМА-ВОУ-1. Для поддержания рН транспортёрно-моечной воды в рекомендуемых инструкцией пределах 9,5—11,2 в сборник предусмотрен подвод известкового молока. В целях предотвращения обильного пенообразования ТМВ предусмотрен ввод пеногасителя. В отстойник 25 для интенсификации процесса отстаивания вводится флокулянт. Для подготовки флокулянта смонтировано устройство его подготовки и подачи. Декантированная вода делится на два потока: один идёт в осветлитель, а второй — в моечное отделение (для подачи свёклы в буферный накопитель 1, ополаскиватель 6, кулачковую мойку 7.
Доосветлённая в осветлителе 26 вода поступает в сборник 28, с которого она насосом 30 подаётся на первые ряды форсунок финишной форсуночно-роли-ковой мойки 8. Вся вода из-под под этой мойки вместе с кусочками и боем свекломассы, а также песком возвращается через гравиеулавливатель 20 на фильтр транспортёрно-моечной воды 9 в коллектор ТМВ и в сборник грязной ТМВ-21, откуда она направляется на очистку. Избыточные чересующие воды из сборников 27, 28и 31 поступают в сборник 32, откуда вода забирается и поступает на подачу свёклы.
Радиальный отстойник транспортёрно-моечной воды 31 используется для декантирования грязной ТМВ. Туда также вводится флокулянт. Декантат после него поступает в сборник 32 и направляется на подачу свёклы. На Саливонковском сахарном заводе недостающее количество воды, необходимое для обеспечения соотношения «свёкла : вода» 1 : 7 для подачи свекловодяной смеси из буферной ёмкости 1, получали из вертикального отстойника 25 ТМА-ВОУ-1.
Сгущённая грязевая суспензия с радиального отстойника 31, вертикального отстойника 25, осветли-
теля 26 направляется в сборник-мешалку сгущённой грязевой суспензии 34 и насосом 35 выкачивается на поля фильтрации.
Основные выводы и предложения
1. С целью повышения производительности свеклосахарных заводов по переработке свёклы и эффективности их работы по удалению примесей и отмывки корнеплодов разработана концепция и экономически обоснована технологическая схема моечного отделения и отделения отстаивания и осветления транспортёрно-моечной воды с набором эффективно работающего оборудования отечественного и зарубежного производств при реконструкции трактов подачи и моечных отделений.
2. Разработана конструкторская документация и освоен выпуск основных единиц оборудования большой производственной мощности отечественного производства — соломоботволовушек, двухвальных кулачковых моек, улавливателей легких примесей, водоотделителей, ролико-форсуночных моек.
3. Комплексная оснащенность трактов подачи и свекломоечных отделений позволяют полностью удалять соломоботволовушками несвязанную ботву и легкие примеси, камнеловушками — тяжёлые примеси, максимально отмывать корнеплоды от земли, черешков и связанной ботвы на кулачковых мойках и вывести всплывающие в ополаскивателях примеси ситчатыми транспортёрами, осуществить окончательное удаление примесей с корнеплодов и ополаскивание их чистой водой, а также обработать антисептиком, отфильтровать всю транспортёрно-моеч-ную воду (с одновременной классификацией и возвратом в производство товарной свекломассы) перед подачей её на отстойники любого типа (радиальные и вертикальные).
4. Такая технологическая схема моечного отделения реализована фирмой «ТМА» на Гайсинском и Саливонковском сахарных заводах (Украина), Лебедянском (РФ) с использованием оборудования отечественного и зарубежного производств.
5. Реализация схемы в полном объёме даёт возможность отмыть свеклу от примесей, получить качественную стружку и снизить её инфицирование, а также обеспечить хорошую работу отстойников, установленных на заводе, уменьшить количество сбросов на поля фильтрации.
6. Работа моечного комплекса автоматизирована, регулирование осуществляется во взаимосвязи с работой тракта подачи и степенью наполнения бункера над свеклорезками.
7. С технологической точки зрения внедрение моечного комплекса дает возможность уменьшить количество балласта, попадающего вместе со свеклой
-ТМ8-
Трсклорпщш-моечноя бодо
—Осй ТМВi—— Осйетленная транспортерно-маечная Вода
-Даосй ТМ8— Лоосбетленная транстртерно-лоечная вода
-ТВ--Техническая Вода
ЦКО Циркуляционный контур ополаскивателя
ЁВ Барометрическая bada
С• Сйект
ЛП Легкие /ринеси
Рис. 8. Технологическая схема моечного отделения производительностью 10 000 т/сутки
ТМВ с моечного отделения
— Транаюртерно-моечная бода •Осе. ГМ8-. Осбетденная транспортерно-моечнпя бода -Паосб. 1М8— йоосйетленная тщжгюртерна-моечная йода _»р. Легкие принеси
Рис. 9. Оборудование и технические решения очистки транспортёрно-моечной воды
в переработку, снизить инфицирование свекловичной стружки и неучтенные потери в отделении соко-добывания.
8. Выполненная работа подтвердила, что имеется возможность осуществлять техническое перевооружение и реконструкцию сахарных заводов с наращиванием производительности, в частности, трактов подачи и моечных отделений, с использованием оборудования отечественного производства, что позволит значительно удешевить такие проекты.
9. Показатели экономического эффекта от внедрения оборудования на этом участке:
уменьшается количество балласта, попадающего вместе со свёклой в переработку, уменьшается расход известкового молока на очистку на 0,25% к массе свёклы;
дополнительно увеличивается выход сахара на 0,3- 0,5% к массе свёклы с возвращенной в производство свекломассой и всплывающих корнеплодов;
♦ уменьшается контаминация свекловичной стружки и неучтённые потери сахарозы в отделении соко-добывання на 0,05—0,1% к массе свеклы,
♦ повышается чистота диффузионного сока на 0,81,5%;
♦ увеличивается эффект очистки на дефекосатура-ции на 3—5%;
♦ уменьшается содержание сахара в мелассе на 0,3— 0,4%,
♦ сокращается продолжительность производства на 2—3,5 суток;
♦ снижается расход условного топлива на 0,22% к массе свёклы.
Список литературы
1. Головняк, Ю.Д. Влияние слизистого бактериоза на технологические качества сахарной свёклы и её переработку / Ю.Д. Головняк [и др.] // Сахарная промышленность. — 1986. — № 5. — С. 37—42.
2. Кузнецова, Л.А. Способ очистки свёклы активизированными грохотами / Л.А. Кузнецова, И.А. Ма-рочко // Сахарная промышленность. — 1980. — № 6. — С. 31—39.
3. Кузнецова, Л.А. Фракционный состав сахарной свёклы / Л.А. Кузнецова, И.А. Марочко, Ю.С. Гри-щенко // Сахарная промышленность. — 1973. — № 75. — С. 154.
4. Кузнецова, Л.А. Опыт эксплуатации новых бурто-укладочных машин и оборудования для очистки свёклы / Л.А. Кузнецова, И.А. Марочко, Ю.С. Грищен-ко. Вып. 8. — М. : ЦНИИТЭИПищепром; 1989. 56 с.
5. Кухар, В.Н. Новое в технологии мойки свёклы / В.Н. Кухар [и др.] // Сахар. — 2003. — № 2. — С. 45—47.
6. Кухар, В.Н. Очистка транспортёрно-моечных вод: современные моечные комплексы / В.Н. Кухар, В.А.
Потельчак, В.И. Коломиец // Сахар. —2010. — № 1. — С. 34-38.
7. Кухар, В.Н. Потери массы и сахарозы на тракте подачи свёклы в завод и пути их снижения / В.Н. Кухар, Л.И. Чернявская // Цукор Украши. -2015. — № 11—12 (119—120). — С. 59—64.
8. Кухар, В.Н. Потери сахара и микробиологическая заражённость транспортёрно-моечной воды / В.Н. Кухар [и др.] // Сахар. — 2004. — № 2 — С. 34—37.
9. МЫькевич, В.М. Технолопчна яюсть цукрових буряюв та пщвищення ефективност виробництва цукру / В.М. Мшькевич, В.В. Куянов, Л.1. Чернявсь-ка // Киев : Укрфитосоциологический центр, 2000.
— 132 с.
10. Снизить потери сахара в транспортёрно-моеч-ной воде / А.Л. Шойхет [и др.] // Сахарная промышленность. — 1988. — № 4.
11. Спапенс-Ёрлеманс, М. Разработки по улучшению мойки свёклы / М. Спапенс-Ёрлеманс, А. Вит-тенберг, Я. Струйс // Сахар и свёкла. — 2015. — № 1.
— С. 10—19; 2018. — №2. — С. 11—18
12. Пархомец, А.П. Механический состав примесей транспортёрно-моечных вод сахарных заводов / А.П. Пархомец [и др.] // Сахарная промышленность. — 1975. — № 8. — С. 29—31.
13. Пушанко, Н.Н. Теория и практика разделения суспензии в свеклосахарном производстве / Н.Н. Пу-шанко [и др.] // Киев : Сталь, 2017. — С. 32—60.
14. Хоменко, М.Д. Сучасш схеми та обладнання для переробки цукрових бурякв. Транспортування, очи-щення, отримання стружки i дифузшного соку. На-вчальний поабник // Киев : Сталь, 2006. — С. 240.
15. Хоменко, М.Д. Схема i обладнання мийного вщдшення цукрового заводу продуктивтстю 6000 тонн переробки буряюв на добу з використанням бу-рякомийки типу Ш1-ПМД-6 / М.Д. Хоменко, В.М. Кухар, В.Д. Саповський // Цукор Украши. — 2014. — № 5.
16. Хоменко, М.Д. Перспективна схема i обладнання мийного вщдшення цукрового заводу продуктивтстю 6000 тонн переробки бурякв на добу з використанням комбшовано! бурякомийки коритного типу СК1-6 / М.Д. Хоменко, В.М. Кухар, В.Д. Саповський // Цукор Украши. — 2014. — № 6.
17. Хоменко, М.Д. Прогресивна технолоична схема мийного вщдшення з використанням сучас-них процес1в штенсифжацп та обладнання для вщмивання цукрових буряюв / М.Д. Хоменко, В.М. Кухар, В.Д. Саповський // Цукор Украши. — 2014. — № 5.
18. Хоменко, М.Д. Вододомшковщдшювач^ ix конструктивт особливост i ращональна експлуатащя / М.Д. Хоменко [и др.] // Вюник цукровикв Украши.
— 2018. — № 3. — С. 8—12.
