Диффузионный сок - поликомпонентная система. Он содержит сахарозу и несахара, представленные растворимыми белковыми, пектиновыми веществами и продуктами их распада, редуцирующими сахарами, аминокислотами и др.
Все несахара в большей или меньшей мере препятствуют получению кристаллической сахарозы и увеличивают потери сахарозы с мелассой. Поэтому одной из важнейших задач технологии сахарного производства является максимальное удаление несахаров из сахарных растворов. Для решения этой задачи применяются физико-химические процессы очистки. Несахара диффузионного сока различны по химической природе и в силу этого обладают широким спектром физико-химических свойств, что обуславливает различную природу реакций, приводящих к удалению их из осадка. При использовании в качестве реагентов для очистки гидроксида кальция и диоксида углерода осуществляются реакции коагуляции, осаждения, разложения, гидролиза, адсорбции и ионообмена.
Эти мероприятия направлены на решение двух основных задач: повышение общего эффекта очистки, который до настоящего времени не превышает 40%, и сокращение расхода реагентов.
Очищенный в пульполовушках диффузионный сок поступает в подогреватели для нагрева до температуры (85÷90)оС и затем направляется в котел прогрессивной преддефекации. В последнюю секцию вводится известковое молоко в количестве (0,2÷0,3)% к массе свеклы, обеспечивающим выход сока из него с pH 10,8÷11,6. На преддефекации, где сок достигает метастабильного состояния pH 8,5÷9,5, вводится вся сгущенная суспензия сока II сатурации, а также 150% к массе свеклы сока I сатурации (нефильтрованного). Холодная преддефекация (температура до 50оС) длится (20÷30) минут, теплая (температура 50÷60оС) - 15 минут.
Из преддефекатора сок без подогрева поступает в аппарат на холодную (теплую) основную дефекацию, где смешивается с известковым молоком (1,0¸1,8)% CaO массы свеклы. Оптимальная длительность холодной дефекации (20÷30) минут, теплой - 15 минут.
После холодной дефекации сок нагревается до температуры (85÷90)оС в подогревателях и подается в дефекатор (горячая дефекация), где выдерживается 10 минут. На выходе из дефекатора к соку добавляется известковое молоко (0,5÷0,7)% СаО к массе свеклы для повышения фильтровальных свойств сока I сатурации. Далее дефекованный сок поступает в циркуляционный сборник, где смешивается с (5÷7) кратным количеством сока I сатурации, рециркулируемого по внешнему контуру, и в аппарате I сатурации сатурируется в течение 10 минут до pH 10,8÷11,6. Затем сок самотеком поступает в сборник и насосом через подогреватель перекачивается в напорный сборник, расположенный примерно на высоте 6 м над листовыми фильтрами.
В ФИЛСах сок I сатурации разделяется на фильтрат и сгущенную суспензию. Достоинствами ФИЛС являются: простота конструкции, малая металлоемкость, малая занимаемая площадь, в (3÷5) раз меньше затрат времени на фильтрование, а так же более высокое (в 1,5÷2 раза) содержание твердой фазы в суспензии, что повышает производительность вакуум-фильтров.
Суспензия через нижний сборник и верхний напорный сборник направляется в вакуум-фильтры, где после отделения и промывания фильтрованный осадок выводится в отходы, а фильтрат отделяется в ресивере и смешивается с нефильтро-ванным соком I сатурации в нижнем сборнике.
Применение вакуум-фильтров обусловлено полным отделением частиц осадка от сока и промывки осадка от сахарозы.
К фильтрованному соку, поступающему из ФИЛС, добавляют известковое молоко (0,2÷0,5)% СаО к массе свеклы, нагревают смесь до температуры (92÷95)оС и в течение 4÷5 минут подвергают дополнительной дефекации в дефекаторе.
Из дефекатора сок самотеком поступает в сатуратор, где в течение 20 минут сатурируется до оптимальной щелочности (0,01÷0,025)% СаО (pH 9÷9.5), затем насосом через нижний сборник перекачивается в напорный сборник, фильтруется на листовых фильтрах и подается в сульфитатор, где его обрабатывают сульфитированным газом (10÷12)% SO2 до щелочности 0,05÷0,1% CaO (pH 8,5÷8,8).
Сульфитированный газ получают путем сжигания серы в серосжигательных печах. Газ охлаждают в сублиматоре и вентилятором подают в нижнюю часть сульфитатора. Сульфитированый сок в начале насосом подается на диско-вые фильтры. Фильтрованный сок направляют на выпарную станцию.
Сгущенная суспензия сока II сатурации из сборника возвращается на преддефекацию, где кристаллы карбоната кальция этой суспензии, обладающие достаточно высоким положительным x-потенциалом, используются как затравочные центры для осаждения коагулирующих несахаров.
При переработке свеклы хорошего качества применяют более простую схему очистки диффузионного сока с горячей оптимальной преддефекацией (когда диффузионный сок нагревают до температуры 85÷90оС и вводят в него сразу всю известь, необходимую для достижения оптимального pH), возвратом сока или сгущенной суспензии сока I сатурации на преддефекацию, горячей основной дефекацией, без дефекации перед II сатурацией.
Преимущество типовой схемы перед схемой очистки диффузионного со-ка с горячей оптимальной преддефекацией состоит в том, что холодная (теплая) прогрессивная преддефекация (ППД) с противоточным движением извести и сока позволяет полнее осадить вещества коллоидной дисперсности, не разлагая их в щелочной среде, и получить плотный и устойчивый к пептизации коагулят.
При возврате сгущенной суспензии сока II сатурации (вместо нефильтрованного сока или сгущенной суспензии сока I сатурации) в несколько раз уменьшается рециркуляция больших масс сока, что положительно влияет на его термоустойчивость и качество.
В процессе холодной основной дефекации (ОД) в соке растворяется в 3÷4 раза больше извести, чем при горячей. Позднее, когда сок нагревается, и проводится горячая дефекация, большая часть растворенной извести в осадок не выпадает, а осаждается в пересыщенном состоянии, что обеспечивает более глубокое разложение несахаров. Для этой же цели предназначена и дополнительная дефекация перед II сатурацией. Кроме разложения несахаров, введение извести перед II сатурацией дает возможность повысить эффективность адсорбционной очистки сока карбонатом кальция.
Все основные мероприятия, позволяющие добиться максимально возможного выхода сахара необходимого качества при переработке свеклы пониженного качества, заложены в типовой схеме.
К дополнительным радикальным мероприятиям по повышению качества и выхода сахара можно отнести отделение преддефекованного осадка, замену сока I сатурации при возврате на преддефекацию (ПД) сгущенной суспензии.
В качестве экстремальной меры можно использовать проведение "мгновенной" дефекации, т.е. осуществление дефекосатурации при пониженном значении pH. В этом случае, чтобы устранить пенение диффузионного сока в пред-сатураторе, его предварительно нагревают до (55÷60)оС, смешивают с суспензией сока II или I сатурации до pH20 8,5÷9,0 и подают в сборник рециркулятор внешнего рециркуляционного контура предсатуратора.
При переработке свеклы порченой с наличием корнеплодов, пораженных слизистым бактериозом, для улучшения фильтрования рекомендуется приме-нять раствор активированного полиакриламида.
Целью преддефекации является максимальное осаждение веществ коллоидной дисперсности и высокомолекулярных соединений (ВМС - пектиновые и красящие вещества, полисахариды) и образование осадка, структура которого была бы достаточно устойчивой к разрушающему воздействию ионов Са в условиях высокой щелочности и температуры на ОД. ППД позволяет при постоянном добавлении извести добиться постепенного нарастания щелочности (Щ), при этом достигаются благоприятные условия для коагуляции не только pH 11,0, но и более низких его значениях, что дает возможность заметно ускорить фильтрование сока I сатурации, т.е. позволяет выполнить цель процесса ПД. Добавление сгущенной суспензии осадка сока I сатурации в зону со значением pH<10 дает возможность получить осадок с лучшими фильтрационными свойствами, т.к. выпадающие в осадок частицы коагулята будут ионы Ca2+ связываться частицами возврата, содержащими CaCO3, в более жесткие агрегаты. Здесь происходят реакции коагуляции и осаждения. Ион Ca2+ с анионами щавелевой, лимонной, винной, оксилимонной, фосфорной и в слабой степени серной кислоты образует соли Са, нерастворимые в воде. Осаждение происходит постепенно в интервале pH20 9,0÷11,5 вместе с агрегатами высокомолекулярных соединений, но полностью они выпадают в осадок лишь на сатурации после снижения щелочности в результате адсорбции анионов карбонатом Ca2+ и осаждения Ca2+ в виде CaCO3. Также идут реакции коагуляции и осаждения высокополимеров. Коагулируют белки, сапонины, красящие вещества.
Комбинированная холодно или тепло-горячая ОД позволяет повышать растворимость извести в дефекованном соке, обеспечивать термоустойчивость продуктов и одновременно снижать их цветность.
На основной холодно-горячей дефекации идут реакции: разложение амидов кислот и солей аммония, дающих с известью растворимые соли Ca; разложение редуцирующих веществ (РВ); при этом образуются 2 группы кислот:
1) дающие с ионами Са2+ осадки;
2) дающие с ионами Са2+ растворимые соли, часть из которых окрашена;
Разложение пектиновых веществ (ПВ). Полностью провести реакцию разложения на основной дефекации нельзя, но стремиться к этому нужно, т.к. незаконченные реакции разложения приводят к разложению инвертного сахара, при этом снижается рH и повышается цветность (ЦВ); падению Щ на выпарке; усилению пенообразования. На ОД подается избыток извести, большая растворимость извести в соке на холодной ступени дает возможность, сатурируя пере-насыщенный известью горячий сок получать на I сатурации сок с мелкими однородными кристаллами CaCO3, обладающей повышенной фильтрационной и адсорбционной способностью.
Цель первой сатурации - очистка сока методом адсорбции и получение осадка CaCO3 с хорошими фильтрационными свойствами. Происходит адсорбция солей Са и некоторых кислот, представляющих собой продукты щелочного распада инвертного сахара, образовавшегося на ОД. Особое значение имеет адсорбция поверхностно-активных веществ (ПАВ), замедляющих процесс кристаллизации и ухудшающих качество продукции.
Дополнительной дефекацией перед II сатурацией достигают разложение оставшихся в соке РВ и дополнительного разложения амидов, повышается эффект очистки и уменьшается ЦВ и содержание солей Са.
II сатурация необходима для промежуточного отделения осадка несахаров при избыточной Щ, которая необходима для предотвращения перехода осажденных солей Са снова в раствор сока. При проведении II сатурации нужно как можно полнее осадить ионы Са, довести активную Щ до такой величины, которая обеспечивала бы эффективное проведение сульфитации и минимальное разложение сахарозы при выпаривании, получение термоустойчивого сока и сиропа.
Основные цели сульфитации: обесцвечивание соков путем восстановления красящих веществ в бесцветные соединения, уменьшение Щ и вязкости сиропа путем замены K2CO3 на K2SO3. Основной эффект сульфитации заключается в предотвра-щении образования красящих веществ.
При выборе схемы очистки диффузионного сока из свеклы того или ино-го качества необходимо руководствоваться требованиями к технологическим показателям диффузионного сока и сока очищенного. Критерием в этом должен быть максимальный выход сахара, соответствующего показателям ГОСТ, при оптимальном расходе извести.
Достижение поставленных требований обеспечивают соблюдение оптимальных параметров и использованием вспомогательных материалов (флокулянтов, пеногасителей, подщелачивающих агентов) для интенсификации процессов.
4.6.1. Технологические параметры процесса ПД.
Холодная Теплая Температура, оС 40-50 50-60. Длительность процесса, мин 20-30 12-15. pH20 преддефекованного сока, ед. 10,8-11,2 10,8-11,2 Количество возврата, % к массе свеклы: сгущенная суспензия, % 10-20 10-20. сок I сатурации, % 30-100 30-100 скорость отстаивания см/мин 1,5-3,0 1,5-3,0
4.6.2. Технологические параметры процесса ОД.
Холодная Теплая Горячая Температура, оС 40-50 50-60 85-90 Расход извести, % к массе НСХ диффузионного сока 85-120 85-120 (% к массе свеклы) (2,0-3,0) (2,0-3,0) Щ по ф-ф, % СаО 0,8-1,1 0,8-1,1 0,8-1,1 Оптимальная длительность с учетом возврата, мин 20-30 10-15 5-10
4.6.3. Технологические параметры процесса I сатурации.
Длительность, мин 10 pH20 сока, ед. 10,8-11,2; Содержание СО2 в сатурационном газе, % 28-35; Давление сатурационного газа, МПа 0,04-0,06; Количество рециркулирующего сока I сатурации, % (регулируется в зависимости от качества диф. сока) 300-800; Средняя скорость отстаивания, см/мин 2,5-5,0; Коэффициент использования сатурационного газа, % 65-75.
4.6.4. Технологические параметры процессадефекации перед II сатурацией.
Температура, оС 90-96; Длительность, мин 2-5; Щ по метилоранжу, % СаО 0,2-0,6; Расход извести, % от общего 10-25 - для порченной свеклы 30.
4.6.5. Технологические параметры процесса II сатурации.
Длительность, мин 10 pH20, ед. 9,2-9,7; Содержание СО2, % 28-35; Цветность, усл. ед. не более 18; Содержание солей Са, % СаО 0,03-0,10; Доброкачественность, % 88-92.
4.6.6. Технологические параметры процесса сульфитации.
pH20 сока 8,9-9,2 pH20 сиропа 8,0-8,5 pH20 клеровки перед сульфитацией не ниже 7.2; Содержание свободных сульфитов в соке и сиропе, % SO2 к массе продукта 0,002-0,003.
4.7. Сгущение сока выпариванием.
По значению выполняемых функций, сложности и стоимости в тепловой схеме центральное место занимает выпарная установка, которая состоит из отдельных аппаратов.
Сок II сатурации должен быть сгущен до сиропа с содержанием сухих веществ до 65÷70% при первоначальном значении этой величины 14÷16%.
Выпарная установка позволяет расходовать на сгущение сока 40÷50% пара к массе всего сока за счет многократного использования парового тепла.
Сок поступает в I корпус, а затем проходит все корпуса установки последовательно и из концентратора удаляется сироп.
Ретурный пар используется только в I корпусе выпарной установки. Последующие корпуса обогреваются вторичными парами предыдущих корпусов. Из последнего корпуса соковый пар поступает на концентратор, а с него на конденсатор.
Число ступеней выпарной установки выбирается на основании технико-экономического расчета, в котором учитывается: капитальные затраты, эксплуатационные расходы. Увеличение числа ступеней выпарной установки (ВУ) приводит, с одной стороны, к уменьшению расхода греющего пара, что влечет за собой уменьшение эксплуатационных расходов, с другой стороны, к увеличению суммарной поверхности нагрева выпарных аппаратов, что приводит к увеличению капитальных затрат.
На выбор числа ступеней существенное влияние оказывает температурный режим ВУ, т.е. условие, что полезная разность температур в каждом корпусе должна быть не менее 6-8оС.
Образующийся в выпарных аппаратах и других теплообменниках конденсат систематически выводится в сборники через конденсатные колонки. Конденсат отработавшего пара используется для питания паровых котлов, а кон-денсат вторичных паров - для нагрева различных промежуточных продуктов.
Необходимо постоянно отводить некондесирующиеся газы из паровых камер, которые накапливаясь в верхней части греющих камер, препятствуют потоку притекать к поверхности теплообменника. Неконденсирующиеся газы из верхней части греющих камер по трубопроводам выводятся в пространство с давлением пара на одну ступень ниже, чем давление греющего пара. При таких условиях отводимый с газами пар не теряется бесполезно; кроме того, из-за раз-ности давлений создается непрерывное движение газа от I корпуса к кондесатору смешения.
Для создания разрежения в последнем корпусе и концентраторе и удаления неконденсирующихся газов из системы в схему включена вакуум-конденсационная установка, состоящая из двух ступеней: предконденсатора, основного конденсатора, каплеловушек, сборников барометрической воды и вакуум-компрессора.
При выпаривании в соке происходят химические превращения: снижение рН, нарастание цветности, образование осадков. Эти процессы протекают наи-более интенсивно в термолабильном соке, т.е. соке, неустойчивом к температурному воздействию.
Снижение рН обусловлено разложением в соке 0,04÷0,06% сахарозы, до 30% редуцирующих веществ и образованием органических кислот. Чтобы поддерживать необходимый рН в ВУ (примерно 7,5÷8,0), в сок перед II сатурацией добавляют тринатрийфосфат.
Цветность сиропа нарастает в результате разложения редуцирующих веществ и их взаимодействиями с аминокислотами, а также карамелизации сахарозы. Интенсивность этих реакций зависит от рН, t, концентрации реагирующих веществ, реагентов, продолжительности выпаривания, наличия ионов железа и прочих факторов.
Результатом образования осадков в сиропе при выпаривании является снижение растворимости солей Са, когда они оказываются в пересыщенном состоянии и их избыток выкристаллизовывается.
Одним из эффективных способов торможения реакции образования красящих веществ в ВУ является достижение достаточ-ного полного разложения редуцирующих сахаров в процессе очистки сока и минимального разложения сахарозы при выпаривании. Немаловажное значение имеют также содержание оптимального уровня в кипятильных трубках и равномерное распределение греющего пара в греющих камерах выпарных аппаратов, что предохраняет поверхности нагрева в местах ввода пара от пригорания сахара.
Образование накипи на внутренней поверхности трубок выпарных аппаратов вследствие выделения и осаждения солей минерального происхождения постоянно снижает коэффициент теплопередачи и приводит к понижению производительности станции. Для восстановления нормальной работы выпарной станции применяются механические методы или химические методы очистки поверхности нагрева.
Иногда используют деминерализацию сока перед выпариванием путем пропускания его через ионообменные смолы.
Борьба с накипеобразованием в теплообменной аппаратуре возможна с помощью ультразвуковых колебаний, которые нарушают обычный процесс образования накипи и действуют разрушающе на нее.
4.8. Уваривание, кристаллизация и центрифугирование утфелей.
Кристаллизация сахара - завершающий этап в его производстве. Здесь выделяют практически чистую сахарозу из многоком-понентной смеси, которой является сироп.
В сокоочистительном отделении из диффузионного сока удаляется около 1/3 несахаров, остальные несахара вместе с сахарозой поступают в продуктовое отделение, где большая часть сахарозы выкристаллизовывается в виде сахара-песка, а несахара остаются в межкристальном растворе.
Выход сахара на 75% зависит от потерь сахара в мелассе. Потери в продуктовом отделении определяют технико-экономи-ческие показатели завода. Качество сахара прямо связано с потерями его в мелассе. Задачей оптимизации технологического процесса является выбор между глубоким истощением мелассы и качеством песка.
Задача получения сахара стандартного качества решается с помощью многоступенчатой кристаллизации, при этом потери будут минимальны.
Наибольшее распространение получили двухступенчатая и трехступенчатая схемы продуктового отделения. Для получения сахара хорошего качества используют гибкие схемы, предусматривающие оперативное перераспределение потоков в соответствии с ситуацией на заводе.
Рациональная технологическая схема продуктового отделения должна иметь столько ступеней кристаллизации, чтобы суммарный эффект кристаллизации составлял 30-33%, а коэффициент завода составлял бы 80% при среднем качестве свеклы.
В достоинство трехпродуктовой схемы можно включить более высокий выход (37%) и высокое качество получаемого товарного продукта. От прочих схем она отличается прямоточностью, существует один рециркуляционный контур - возврат клеровки.
Исходным сырьем для продуктового отделения является сульфитированная смесь сиропа с клеровкой сахаров II кристаллиза-ции и сахара-аффинада III кристаллизации с чистотой не менее 92%.
Из этой смеси в вакуум-аппаратах I продукта уваривают утфель I крис-таллизации до массовой доли сухих веществ 92,5%, при этом содержание кристаллов в утфеле составляет 55%.
Уваривание осуществляют в вакуум-аппаратах периодического действия, поэтому после уваривания утфель выгружается в буферную промежуточную емкость приемной мешалки. После выгрузки аппарат пропаривается экстра-паром I корпуса выпарной установки и пропарка направляется в клеровочную мешалку. Если пропарка проводится ретурным паром, то ее можно направлять в приемную мешалку, где при смешивании с утфелем растворяется около 2÷3% кристаллов.
Утфель центрифугируют нагорячо (t=70÷75оC), при этом рекомендуется использовать центрифуги с фактором разделения 1000. При фуговке отделяем 2 оттека. На первой стадии выделяется "зеленая" патока I, которая направляется в сборник под центрифугой и перекачивается в сборник перед вакуум-аппаратами, для создания запаса зеленой патоки для уваривания утфеля II.
По окончании отделения зеленой патоки в ротор центрифуги подается горячая артезианская вода в количестве 3,0÷3,5% по массе сахара, проводится пробелка сахара и выделяется II оттек утфеля I кристаллизации, который направляется в сборник под центрифугами, а затем перекачивается в сборник перед вакуум-аппаратами, где создается запас для уваривания утфеля II.
Разность доброкачественности оттеков должна быть 5÷7 единиц.
Выгруженный из центрифуг сахар-песок транспортируют для высушивания, охлаждения, отделения ферромагнитных примесей, комков сахара и пудры. Затем он поступает в бункеры, откуда в склад бестарного хранения или на упаковку.
Уловленную циклонами сахарную пыль, а также комочки сахара с виброконвейера и из сушильного барабана растворяют в очищенном соке и подают в клеровочные мешалки.
Белая и зеленая патоки используются для уваривания утфеля II (проме-жуточного) продукта. В процессе уваривания в начале в вакуум-аппарат забирается белая патока и в конце зеленая патока. Утфель II продукта уваривают до массовой доли сухих веществ 93÷94%, при этом содержание кристаллов в утфеле достигает 45%. Используют вакуум-аппараты периодического действия. После уваривания утфель выгружают в приемную мешалку. Вакуум-аппараты пропаривают экстра-паром I корпуса, пропарку направляют в приемную ме-шалку. Из приемной мешалки утфель II кристаллизации нагорячо (70÷75оС) направляют на центрифугирование. Для этого рекомендуется использовать центрифуги непрерывного действия с коническим ротором, снабженным сегрегатором. Центрифугирование может проводиться с пробеливанием или без него. В любом случае после пробеливания оба отека соединяются в одном сборнике под центрифугами, а затем перекачиваются в сборник перед вакуум-аппаратами, для создания запаса для уваривания утфеля III продукта.
Желтый сахар II шнеком направляют в клеровочную мешалку, где растворяют сульфитированным соком II сатурации или сиропом.
Клеровка с массовой долей сухих веществ 65÷72% направляется в сборник сиропа после выпарной установки, где смеши-вается с сиропом и направляется на сульфитацию, а затем используется для уваривания утфеля I.
Из белой и зеленой патоки II уваривают утфель III кристаллизации в вакуум-аппаратах периодического действия до значения массовой доли СВ=94÷96%, при этом содержание кристаллов в утфеле 35÷37%. Дальнейшее сгущение и кристаллизация в вакумм-аппаратах невозможна, т.к. вязкость утфеля становится чрезмерно высокой, но межкристальный раствор утфеля в вакуум-аппаратах недостаточно истощен. Чистота раствора составляет 65÷67%. Из него еще можно выделить сахарозу. Истощение раствора считается нормаль-ным, когда чистота его уменьшается до 55÷58%. т.е. для дальнейшего истоще-ния необходимо провести второй этап кристаллизации утфеля III методом охлаждения - для этого утфель выгружают в приемную мешалку утфеля III.
Вакуум-аппараты пропаривают экстра-паром I корпуса выпарки, пропар-ка направляется в приемную мешалку и перемеши-вается с утфелем. Из приемной мешалки утфель направляют в батарею кристаллизаторов с вращающейся поверхностью охлаждения, при движении по кристаллизатору температура утфеля уменьшается с 70оС до 35оС. За счет уменьшения растворимости сахароза выделяется из раствора на поверхности кристаллизатора, за счет этого чистота межкристалльного раствора уменьшается примерно на 10 единиц (от 65 до 55%), а содержание кристаллов в утфеле повышается от 35÷37% до 44÷48%. Из последнего кристаллизатора утфель непрерывно подается в утфелераспределеитель с вращающейся поверхностью теплообмена. В утфелераспределителе осуществляется подготовка утфеля III продукта к центрифугированию методом подогрева, раскачки при подогреве с 30÷35 до 40÷45оС, при раскачке температура постоянна.
Разделение утфеля III кристаллизации осуществляется в центрифугах периодического действия с фактором разделения 1500 или центрифугах непре-рывного действия с двумя коническими роторами, при этом в первом роторе выделяется меласса, во втором проводится аффинация желтого сахара. При переходе желтого сахара с первого ротора на слой желтого сахара подается аффинирующий раствор: зеленая патока I, разбавленная до массовой доли сухих веществ 75% и подогретая до t=80оC. Со второго ротора отводится аффинационный оттек, который собирается в сборник под центрифугой и перекачива-ется в сборник перед вакуум-аппаратами. Из сборника перед вакуум-аппаратом отбирается на уваривание утфеля III на последние подкачки.
При использовании центрифуг периодического действия в центрифуге выделяется меласса, желтый сахар выгружается в аффинационную мешалку, куда подается аффинирующий раствор (разбавленная зеленая патока I в количестве 60% по массе желтого сахара). В мешалке желтый сахар 10 минут перемешивается с аффинирующим раствором и насосом подается на центрифуги-рование. Рекомендуется использовать центрифуги непрерывного действия с коническим ротором. При центрифугировании выделяется один аффинационный оттек. Желтый сахар III выгружается и шнеком подается в клеровочную мешалку, где растворяется с желтым сахаром II сульфитированным соком II сатурации или сиропом.
Меласса - отход производства, взвешивается и направляется в мелассо-хранилище.
При изменении качества перерабатываемой заводом свеклы необходимо производить соответствующую корректировку трехкристаллизационной схемы:
а) при переработке свеклы с полученным сиропов из ВУ доброкачественностью 91÷92% часть первого оттека утфеля I направляют на уваривание утфеля III кристаллизации;
б) при получении сиропа с Дб=90% переходят на работу по двухкристаллизационной схеме.
Целесообразно также применять трехкристаллизационную схему ВНИИСП, которая имеет следующие отличительные особенности:
утфель III уваривают на кристаллической основе утфеля II из общего оттека утфеля II и аффинационного оттека;
аффинационный утфель центрифугируют совместно с утфелем II.
При поступлении на уваривание должны выполняться следующие качественные требования к продуктам: сироп в смеси с клеровкой должен содержать не менее 65% массовой доли СВ, быть прозрачным и иметь рН 7,8÷8,2, содержание солей Са 0,12÷0,5% СаО к массе сиропа, цветность не более 40 усл. ед.
Получаемый сахар-песок должен соответствовать требованиям ГОСТ 21-78.
Эффект кристаллизации утфеля I должен составлять 12÷13 ед., утфеля II - 5-7 ед., утфеля III - 10÷12 ед.
Технологические параметры процесса кристаллизации.
При уваривании утфелей происходит:
увеличение цветности в результате разложения редуцирующих веществ, в основном, меланоидинов. В конце уваривания цветность утфеля III увеличивается в несколько раз, а утфеля I и II - в 1,5÷2 раза.
Целью сушки является удаление поверхностной влаги и обеспечение длительного хранения кристаллическго сахара. На сушку направляется сахар с t=60оC после центрифугирования и влажностью 0,8÷1,2%.
Для обеспечения длительного хранения влажность должна соответствовать относительной влажности хранилища. Влажность и температуру нормируют в зависимости от способа хранения.
Существуют два способа хранения: тарный в мешках 50 кг влажность до 0,14% и температура до 25оС и бестарный - в силосах емкостью 10000÷20000 т влажностью не более 0,04% и t до 22оС.
После центрифуг сахар-песок влажностью 0,8÷1,8% подают виброконве-йером к элеватору. Влажный сахар поднимается элеватором и попадает в сушильную часть установки, где высушивается горячим воздухом (t=105оC). Сушка производится в прямотоке, что позволяет не превышать критическую температуру разложения сахарозы (85оС). Охлаждение сахара осуществляется в противотоке, температура сахара понижается до 20оС.
Высушенный и охлажденный сахар-песок подается на машину рассева, где отделяются конгломераты и мелкие фракции. Для бестарного хранения формируются фракции с коэффициентом однородности до 10%. После рассева сахар направляется в бункера, находящиеся в упаковочном отделении, из которых затаривается в мешки, взвешивается, зашивается и ленточным транспортером направляется в склад.
При бестарном хранении сахар подается в дозреватель для удаления внутренней влаги из объема кристалла за счет диффузии приблизительно на 10 суток, после чего сахар направляется в силос.
4.10. Получение известкового молока и сатурационного газа.
Известь (СаО) и сатурационный газ, используемые при очистке диффузионного сока и клеровки тростникового сахара-сырца, получают непосредственно на свеклосахарном заводе путем обжига известнякового камня в вертикальных известково-газовых печах. Такая печь работает непрерывно: известня-ковый камень и топливо поступают в нее сверху, печную известь отбирают снизу, а сатурационный газ - из верхней части через коллектор.
Из склада хранения известняк конвейером подают на сортировку. Отсор-тированный известняк конвейером подают в бункер-накопитель топлива. Топливо подают через дозатор. Известняк вместе с ковшом скипового подъемника взвешивают на весах.
Перед использованием известняковый камень дробят на щековой дробилке до размера кусков 80÷200 мм, отсеивают от них мелочь и смешивают с топ-ливом в соотношении: 92,0÷92,5% известнякового камня и 7,5÷8,0% условного топлива. Такую смесь называют шихтой.
После дозировки порции шихты ковш по направляющим поднимается к верху печи. При опрокидывании его шихта высыпается в загрузочную воронку. Герметичность загрузочной воронки обеспечивает клапан.
Полученный в результате обжига известняка сатурационный газ из балки отсоса газа попадает в сухую ловушку, а затем в газопромыватель для оконча-тельной очистки и охлаждении водой. Затем через каплеулавливатель газ поступает в компрессор, который подает его в завод. Для поддержания разре-жения в газопромывателе и каплеулавливателе удаление воды в них осуществляется через гидрозатвор.
Обожженная известь по направляющему желобу поступает в известегаситель, куда из сборника подают воду. Полученное известковое молоко посту-пает на вибросито, где отделяются частицы размером более 1,2 мм, затем в мешалку, гидроциклоны - для отделения частиц от 1,2 до 0,3 мм - и в мешалку известкового молока. Из мешалки насосом подают на дефекацию. Цикл обжига известняка составляет 24 ч. При этом из 1785 кг СаСО3 получают 1000 кг СаО и 400 м3 СО2.
Контрольные вопросы.
Расскажите современное состояние и перспективы развития сахарного производства.
Расскажите основные положения технологии свекловичного сахара.
Расскажите основные положения технологии тростникового сахара.
Какое сырьё используется для производства сахара?
Какие разновидности сахара вырабатываются на современных заводах?
Как производят приемку сахарной свеклы?
Как хранят свеклу?
Как производят подачу свеклу в завод?
Как производят мойку свеклы?
Расскажите процесс получения свекловичной стружки и диффузионного сока.
Расскажите процесс очистки диффузионного сока.
Как проводят сгущение сока выпариванием?
Как проводят уваривание, кристаллизацию и центрифугирование утфелей?
Как проводят сушку, охлаждение и хранение сахара?
Как получают известковое молоко и сатурационный газ?
Главная 
