|
Технология производства сахара и сахарной свеклы
1.ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
СХЕМЫ
1.1.П Р И Е М К А С А Х А Р Н О Й С В Е К Л Ы
Производство сахара-песка на
свеклосахарных заводах осу-
ществляется
по типовым технологическим схемам
или по схемам, к
ним
приближающимся.Типовые технологические
схемы разрабатываются
на
основе современных достижений науки и техники при условии по-
лучения
вырабатываемого продукта высокого качества.Для выполнения
отдельных
операций в технологической схеме применяется
типовое
технологическое
оборудование.
При уборке и транспортировке свеклы кроме
зелени, прилипшей к
свекле,
к ней примешиваются мелкие и тяжелые примеси. При приемке
сахарной
свеклы на завод, сырьевая
лаборатория проводит анализ
получаемой
свеклы. Технологическое качество сахарной свеклы ха-
рактеризуется
рядом показателей, из которых основными
являются
сахаристость
и чистота свекловичного сока свеклы,
они взаимосвя-
заны: с
увеличением сахаристости повышается и его чистота.
Приемку сахарной свеклы, отбор образцов, определение загряз-
ненности
и сахаристости проводят в
соответствии с требованиями
ГОСТ
17421-82 "Свекла сахарная для
промышленной переработки.Тре-
бования
при заготовках ",договора,
контракции и инструкции
по
приемке,
хранению и учету сахарной свеклы.
Корнеплоды кондиционной сахарной
свеклы должны соответство-
вать
следующим требованиям:
физическое состояние не потерявшие тургор
цветушные корнеплоды,% не более 1
подвяленные корнеплоды,% не более 5
корнеплоды с сильными механическими
повреждениями,% не более 12
зеленая масса,% не более 3
содержание мумифицированных,
подмороженных, загнивших корнеп-
лодов
не допускается.
Партии свеклы осматриваются, делятся по
категориям, взвешива-
ются
вместе с транспортом. Проводится определение общей загряз-
ненности,
а затем на полуавтоматической линии УЛС-1-сахаристости.
.
1.2.Х Р А Н Е Н И Е С В Е К Л Ы
После проведения технологической
оценки сахарной свеклы,она
поступает
на хранение. Корнеплоды укладывают в
кагаты на предва-
рительно
подготовленном кагатном поле.
Корнеплоды сахарной свек-
лы -
живые организмы, в которых протекают процессы дыхания, а при
неправильном хранении может происходить прорастание и
загнивание
корнеплодов
сахарной свеклы.
Прорастание характеризуется отношением
массы ростков к массе
всей
свеклы в образце. Прорастание начинается через 5-7 суток
после
уборки при повышенной температуре и влажности.
Корнеплоды,
находящиеся
в кагате, прорастают неравномерно: в
верхней части в
2 раза
больше, чем в нижней. Прорастание -
отрицательное явление,
так
как ведет к потерям сахарозы, в связи с усилением дыхания и
увеличения
выделения теплоты. Интенсивнее прорастают корнеплоды в
невентилируемых
кагатах, и те, на которых остались ростовые почки.
Для борьбы с прорастанием удаляют верхушки
головки корнеплода
при
уборке и обрабатывают
корнеплоды перед укладкой в кагаты
1%-ым
раствором натриевой соли гидразида малеиновой кислоты (3-4л
на 1т
свеклы). Если головка свеклы низко
срезана, или она слегка
подвялена,
то при укладке в кагаты используют 0,3%-ый раствор пи-
рокатехина
(3-4л на 1т свеклы).
Микроорганизмы в первую очередь
развиваются на отмерших клет-
ках,
механически поврежденных, подмороженных и увядших участках
корнеплодов,
затем поражаются живые, но ослабленные
клетки. Поэ-
тому
важным условием предохранения сырья от порчи является его
целостность.
Необходимо создать благоприятные условия для
защит-
ных
реакций в ответ на механические и другие повреждения.
Для подавления жизнедеятельности микрофлоры
на корнеплодах
применяют
0,3%-ый раствор пирокатехина, 18-20%-ый раствор углеам-
миаката
(2-2,5% на 1т свеклы), препарат ФХ-1(1-1,5% к массе обра-
батываемой
свеклы). ФХ-1 представляет собой суспензию свежего
фильтрационного
осадка =1,05-1,15г/см ,
обработанного свежей
хлорной
известью(1,5% к массе свеклы).
Большое значение имеет температура и
влажность как для про-
растания,
так и для развития микроорганизмов.
Поддержание темпе-
ратуры
1-2 С, газового состава
воздуха в межкорневом
прост-
ранстве,
влажности с помощью принудительного вентилирования кага-
тов,
ликвидация очагов гниения способствуют сохранению корнепло-
дов
сахарной свеклы от гниения, прорастария.
Минимальные потери сырья обеспечивают
хранение его на комп-
лексных
гидромеханизированных складах.
Гидромеханизированные склады с твердым
покрытием, оборудован-
ной
системой гидроподачи и вентилирования
позволяют резко сокра-
тить
потери свекломассы и сахара, но и
значительно повысить эф-
фективность
использования всего комплекса технических средств и
операций
при разгрузке, складировании, хранении и подачи свеклы в
переработку.
Механизированные способы возделывания и
уборки сахарной свек-
лы
привели к тому, что значительно увеличилась ее загрязненность.
За
последние годы загрязненность приемного
сырья в среднем
по
России
составила 14-16% , в отдельных случаях, превышая 30%.
В поступающей свекле содержится
земля, травянистые примеси,
ботва и
свекловичный бой, которые, попадая в кагат, уплотняют его
пространство,ухудшают
аэрацию. Кроме того, попавшие в кагат ме-
лочь
и бой легко поражаются микроорганизмами, тем самым
способствуя
массовому гниению сырья.
Одно из радикальных средств снижения
загрязненности - гидрав-
лический
способ очистки корнеплодов и последующее их
хранение в
мытом
виде. Хорошие результаты обеспечивает установка на буртоук-
ладочной
машине устройства для выдувания сорняков,
ботвы и соло-
мы.
На некоторых сахарных заводах в
настоящее время используют
способ
очистки свеклы с помощью грохотов-очистителей с дальнейшим
извлечением
свекломассы из отходов очистки.
1.3.П О Д А Ч А С В Е К Л Ы В З А В О Д.
При уборке и транспортировке свеклы кроме
земли, прилипшей к
свекле,
к ней примешиваются легкие и тяжелые примеси - ботва, со-
лома,
песок, шлак, камни и даже отдельные металлические предметы.
В
случае попадания этих примесей в свеклорезку, ножи тупятся и
повреждаются,
что ведет к ухудшению качества свекловичной
струж-
ки. Для
получения стружки высокого качества необходимо более пол-
но
отделять от свеклы легкие и
тяжелые примеси. Для
этого по
тракту
подачи свеклы в завод устанавливают соломоботволовушки и
камнеловушки(1. ), песколовушки(1. ).
Поступающая на завод свекла накапливается в железобетонной
емкости, называемой
бурачной (1. ) и
располагающейся рядом с
главным
корпусом завода. Главный
гидротранспортер разделен на
два
участка: нижний (1. ) и верхний
(1. ). В начале нижнего
участка,
заглубленного в землю, устанавливают
песколовушку боль-
шой
вместимости. После нее свекловодяная смесь проходит через со-
ломоботволовушку
(1. ) и камнеловушку (1. ), где освобождает-
ся от
легких и тяжелых примесей и центробежным насосом подается в
желоб
верхнего участка гидротранспортера.
В верхнем гидротранспортере свекловодяная
смесь повторно очи-
щается
с помощью ботвосоломоловушки и камнеловушки от примесей.
На нижнем гидротранспортере устанавливают
четырехвалковую со-
ломоловушку
для более эффективного улавливания легких примесей, а
на
верхнем гидротранспортере -
двухвалковую для контрольного
улавливания
легких примесей. Грабельные цепные ловушки улавливают
до
20% легких примесей, но они должны находиться в отапливаемом
помещении,
так как зимой может произойти обмерзание грабель, поэ-
тому
лучше принять ротационные.
Для улавливания тяжелых примесей в нашей схеме мы предусмат-
риваем
две камнеловушки модернизированные АТП-М.
Ее достоинства
заключаются
в том, что она не требует дополнительного расхода во-
ды для
отделения тяжелых примесей от свеклы,
потребная мощность
для
привода незначительна.
Для нормальной работы соломоловушек, камнеловушек, свекло-
насосов
и свекломоек необходимо регулировать количество поступаю-
щей
свеклы по гидротранспортеру в
завод.Наиболее надежными и
простыми
механизмами, регулирующими подачу свеклы являются шибер-
ные
затворы(1. ). Правильное размещение регулирующих механизмов
на
тракте подачи играет существенную роль в качественной работе
свекломойки.
Свеклу из нижнего гидротранспортера в
верхний поднимают с по-
мощью
электронасосного агрегата
ДН-ПНЦ-3х20(1. ).Подьем свеклы
осуществляется
на высоту 20м.
Перед поступлением свеклы на мойку важно
как можно полнее от-
делить
транспортерную воду и примеси от нее.Это осуществляется на
дисковых(1. ) и ротационных(1. ) водоотделителях.
На ротационных водоотделителях,
установленных до свекломо-
ек,от
массы свеклы вместе с транспортерной водой отделяются кам-
ни,
песок, обломки и хвостики корней, а также частично ботва и
солома.
Для того, чтобы повторно использовать
воду для транспор-
тировки
свеклы, ее необходимо очистить и осветлить.
Чтобы обломки и хвостики свеклы направить
в производство или
использовать
на корм скоту, их необходимо
уловить.Это произво-
дится
на установке, состоящей из
хвостикоулавливателя(1. ) и
классификатора
(1. ) КХЛ-6. Хвостики, бой свеклы и легкие при-
меси
из хвостикоулавливателя сортируют
в специальном устройс-
тве.Хвостики
и кусочки свеклы скатываются из устройства в
специ-
альную
мойку для боя и хвостиков, а ботва, черешки листьев и мел-
кие
кусочки свеклы поступают на транспортер и далее в жомохрани-
лище
или на реализацию.
Отсортированные хвостики и бой свеклы из свекломойки насосом
подают
в открытый лоток и
шнеком-водоотделителем
направляют на
элеватор,
которым вместе со свеклой транспортируют к свеклорезкам.
Такой тракт подачи наиболее
эффективен, так как здесь
наи-
больший
эффект отделения примесей от свеклы, наименьшие потери
свеклы
при очистке и транспортировке и не
происходит потерь
хвостиков
и боя, которые в противном случае составили бы примерно
3%.
1.4. М О Й К А С В Е К Л Ы.
Количество прилипших к свекле
загрязнений составляет при
ручной
уборке (1-3)% от массы свеклы и при поточной механизирован-
ной
уборке комбайном (10-12)%. Микроорганизмы заносятся с почвой,
оставшейся
на корнях свеклы.
Следовательно, свеклу необходимо отмыть
от прилипшей к ней
почвы,
во-первых, для предохранения ножей в резке от их притупле-
ния
и, во-вторых, для предупреждения загрязнения
диффузионного
сока.
Свекла частично отмывается от приставших к ней примесей в
гидравлическом
транспортере и свеклоподъемных устройствах. Для
окончательной
очистки свеклы от загрязнений и дополнительного от-
деления
тяжелых и легких примесей применяются свекломойки.
Земля и глина лучше всего отмываются при
трении корней друг
о
друга. Поэтому в начальной стадии мойки свекла должна находить-
ся в
скученном состоянии, т.е. вначале происходит отмывание свек-
лы в
барабанной свекломойке типа Ш25-ПСБ-3
( ). Принцип работы
свекломойки
заключается в том, что свекла в барабане не отмывает-
ся от
грязи водой, а грязь оттирается от свеклы в суспензии опре-
деленной
плотности. Степень отмывания земли
от свеклы до 70%.
Расход
свежей воды до 30% к массе свеклы. Преимущество свекломоек
барабанного
типа заключается в том, что эффективность при очистке
сильно
загрязненной свеклы более
высокая, постоянное удаление
примесей,
низкий процент повреждения свеклы. В
комплексе с бара-
банной
мойкой работает ополаскиватель
Ш25-ПОС-3.
После барабана свекла поднимается в
ополаскиватель. Из него
свекла
поднимается двумя шнеками.
Внизу ополаскивателя имеется
камнеловушка.
Всплывшие в ополаскивателе легкие примеси удаляются
ситчатым
транспортером. После ополаскивателя свекла дополнительно
очищается
в гидрокамнепескоулавливателе.
После барабанной свекломойки и
ополаскивателя свекла поступа-
ет в
корытную свекломойку ( ) типа
Ш1-ПМД-2. Свекломойка состо-
ит
из отделения с низким уровнем
воды и отделением с высоким
уровнем
воды.
В первой
части отделения мойки с низким уровнем воды проис-
ходит
интенсивное механическое удаление
поверхностных загрязнений
свеклы
при недостатке воды, во второй части этого отделения свек-
ла
частично отмывается при наличии незначительного объема воды.
Во втором отделении при наличии избытка воды
завершается отмыва-
ние
свеклы и отделение примесей.
Чистая свекла выводится шнековыми конвейерами, в верхней
части
которых установлены форсунки для подачи чистой
хлорирован-
ной воды
для ополаскивания свеклы ( ).
Потери сахара в транспортерно-моечной
воде зависят от ка-
чества
свеклы и времени года. До наступления морозов размер по-
терь
определяется в зависимости от качества свеклы,
доставляемой
железнодорожным
транспортом, и находится в пределах
(0.17-0.35)%
от массы свеклы.
Чтобы потери сахара были в допустимых
пределах, необходимо,
чтобы
температура воды при мойке здоровой свеклы
была не более
(15-18)я5оя0С,
а при мойке мороженой свеклы была такой,
чтобы свекла
не
смерзлась в аппарате. В случае
повышения температуры воды по-
тери
сахара увеличиваются.
Поступающая в свекломойку вода должна
содержать минимальное
количество
микроорганизмов.
После отмывания свеклы, вода от свекловодяной смеси отделя-
ется
на дисковых водоотделителях.
Отмытую свеклу из свекломойки элеватором,
после которого ус-
тановлен
контрольный ленточный транспортер с подвесным электро-
магнитным
сепаратором ( ), направляют в бункер перед свекло-
резками
( ).
Для удаления из массы свеклы
ферромагнитных примесей, неуло-
вимых
на предыдущих стадиях очистки, применяются электромагнитные
сепараторы
типа ЭП2М.
Наличие двух свекломоек в моечном
отделении необходимо для
более
высокого эффекта отмывания свеклы от загрязнения, и для по-
вышения
чистоты диффузионного сока.
1.5. П О Л У Ч Е Н И Е С В Е К Л О В И Ч Н О Й
С Т Р У Ж К И И
Д И Ф Ф У З И О Н Н О Г О С О К
А.
Для учета количества свеклы, поступающей на переработку в
свеклосахарный
завод, она взвешивается. Взвешивание свеклы произ-
водится
на автоматических порционных весах (
).
Для извлечения сахара из свеклы
диффузионным способом свекле
необходимо
придать вид стружки. Процесс
получения стружки из
свекловичного
корня осуществляется на свеклорезках (
) при по-
мощи диффузионных ножей, установленных в
специальных рамках.
Производительность диффузионной установки
и содержание саха-
ра в
обессахаренной стружке в очень большой
степени зависит от
качества
стружки. Свекловичная стружка,
получаемая на свеклорез-
ках в
настоящее время, может быть желобчатой
или пластинчатой в
зависимости от
типа диффузионного аппарата.
Толщина нормальной
стружки
составляет (0.5-1) мм. Поверхность ее должна быть гладкой
без
трещин. Слишком тонкая стружка
нежелательна, так как она де-
формируется, сбивается в комки и ухудшает циркуляцию сока
в диф-
фузионных
установках. Качество свекловичной стружки принято опре-
делять
длиной ее в метрах в навеске массой 100 г. Хорошим показа-
телем качества
стружки может являться температура и давление на
слой.
Для получения качественной свекловичной
стружки на центро-
бежных
свеклорезках необходимо, чтобы свекла в процессе изрезыва-
ния с
достаточным усилием прижималась к поверхности ножей и внут-
ренней
поверхности барабана. Для центробежных
свеклорезок с диа-
метром барабана 1200 мм при скорости резания 8.2
м/с давление на
внутреннюю
поверхность барабана около 40 кПа.
На центробежных свеклорезках при
нормальных условиях эксплу-
атации
получают стружку наилучшего качества, при этом расходуется
наименьшее количество ножей на изрезывание 100 т свеклы
по срав-
нению
с другими конструкциями
свеклорезок. Производительность
свеклорезок
можно регулировать изменением частоты вращения ротора
или
количеством работающих ножей. При
переработке волокнистой
свеклы
диффузионные ножи часто
забиваются волокнами и получить
стружку
хорошего качества невозможно. Для
очистки ножей применя-
ется
продувка их паром или сжатым воздухом с избыточным давлением
0,7
МПа. После того, как свекла была
изрезана в стружку, стружка
по
ленточному транспортеру ( )
направляется к диффузионному
аппарату
( ), предварительно производят взвешивание стружки
ленточными
весами ( ).
я1Диффузиейя0 называется извлечение из
сложного по своему соста-
ву
вещества, с помощью растворителя.
В механизированных диффузионных аппаратах
непрерывного дейс-
твия свекловичная стружка
и диффузионный сок находятся в непре-
рывном
противоточном движении.
Важнейшее требование, предъявляемое к
диффузионным аппаратам
- это
строгое соблюдение принципа противотока сока и стружки при
равномерном
заполнении всего аппарата. Хорошая
работа диффузион-
ного
аппарата возможна только
на стружке высокого
качества.
Стружка
не должна перемешиваться в ходе процесса,
а лишь переме-
щаться,
если в аппарате имеются транспортирующие устройства. Для
получения
диффузионного сока высокого качества в аппарате следует
поддерживать
определенную температуру, а длительность диффундиро-
вания
должна быть оптимальной.
Диффузионный процесс необходимо
осуществлять при отсутствии
воздуха,
так как при доступе воздуха
диффузионный сок сильно пе-
нится,
в нем усиленно развиваются микроорганизмы, вызывающие кор-
розию
стенок аппарата. Потери сахара в процессе диффузии не долж-
ны
превышать установленных норм, а потери тепла должны быть мини-
мальными.
Диффузионные аппараты не должны быть
сложными в обслу-
живании
и ремонте.
Достоинствами наклонных диффузионных аппаратов являются:
компактность,
удобство в обслуживании, относительно низкие потери
сахара
в жоме, низкая откачка, возможнось автоматизации работы.
К недостаткам относятся следующие параметры:
измельчение
стружки
при транспортировке, разные
порции стружки находятся в
разное
время в аппарате, причиной этого
является неэффективность
транспортирующих
органов.
Основные технологические показатели
наклонного диффузионного
аппарата:
Длина 100 г стружки 9-12 мм
Потери сахара в жоме 0,3% к массе свеклы
Откачка сока 120% к массе свеклы
Время пребывания стружки в аппарате 70-100 мин.
Температурный режим
по камерам в аппарате,я5 оя0С 68;70;72;68
Более жесткий температурный режим в аппаратах
непрерывного
действия
вызвал применение более грубой стружки и необходимость
подавления
микробиологических процессов. Для регулирования темпе-
ратуры
применяют воду для
экстракции стружки с
t=70я5oя0C и pH
6,2-6,5.
Повышение микробиологических процессов повлекло за собой
неучтенные
потери сахара и коррозию аппаратов.
При соблюдении оптимального
технологического режима, в пер-
вую
очередь температуры, когда деятельность микроорганизмов по-
давлена,
неучтенные потери не превышают
0,13% к массе
свеклы.
Когда
режим нарушен, или
поступает свекла низкого качества с
большим
содержанием обломков, зараженной
бактериями, грибами;
жизнедеятельность
микроорганизмов интенсифицируется и неопреде-
лена,
потери сахарозы возрастают до 0,5% и более, что отрицатель-
но
сказывается не только на работе диффузионной установки, но и
на
работе всего завода, так как каждая из
0,1% неучтенных потерь
сахарозы
приводит к снижению выхода сахара на (0,2-0,25)% к массе
свеклы.
Так как в головной и хвостовой частях
аппарата часто бывает
температура 60я5оя0С
и ниже, то для подавления
микрофлоры в точку,
расположенную
на 1/4 активной длины
диффузионного аппарата, от
места подачи
свежей воды, через каждые два часа вводят 40%-ый
раствор
формалина (10л на 100 т свеклы).
Для достижения более длительного действия
антисептика и
уменьшения
его расхода, эту дозу формалина можно разделить на
несколько
частей и вводить одновременно и быстро в разные точки
диффузионного
аппарата.
На диффузии сахарозы переходит на
98% в
диффузионный сок,
солей
кальция на 80%, солей натрия на 60%, белковых веществ на
30%.
Выходящий из диффузионного аппарата
свежий жом прессуют до
содержания
сухих веществ 22%, что дает возможность возвращать жо-
мопрессовую
воду на диффузию.
После диффузионной установки жом
направляется на двухступен-
чатое
прессование. После первой ступени
наклонных прессов ( )
СВ=12%,
жом направляется либо на вторую ступень прессования до
СВ=22%
( ), либо - на реализацию
свеклосдатчикам.
После второй ступени прессования жом
направляется в отделе-
ние
высушивания в барабанных жомосушках до
СВ=87%.
Жомопрессовую воду перед возвращением в
диффузионный аппарат
подвергают
очистке: фильтрации, тепловой стерилизации и т.д. Схе-
ма
работает следующим образом.
Жомопрессовая вода через мезголо-
вушку
поступает в сборник исходной воды и оттуда насосом подается
в
одноходовой пароконтактный подогреватель I ступени ( ), где
нагревается
паром самоиспарения отработанной воды.
Из подогрева-
теля
вода проходит через гидрозатвор с
высотой столба жидкости
около
9 м
и поступает в одноходовой пароконтакный подогреватель
II
ступени ( ), где вторичным паром IV
или III ступени выпар-
ной
установки подогревается до температуры (85-90)я5оя0С. Из подогре-
вателя
вода поступает в цилиндрический отстойник (
), где в
течении
(10-12) мин осветляется, стерилизуется
и направляется в
охладитель
( ). Очищенная жомопрессовая вода,
охлажденная до
(70-75)я5оя0С,
поступает в сборник жомопрессовой воды (
).
Использование аммиачных конденсатов
в качестве питательной
воды
весьма выгодно. Но для того, чтобы использовать ее на диффу-
зии, ее
необходимо подготовить.
Для нашей технологической схемы мы предусмотрели схему под-
готовки
питательной воды на диффузию,
разработанную профессором
кафедры
технологии сахаристых веществ
ВГТА А.И.Громковским и
В.Е.Апасовым,
которая была применена на Добринском сахарном заво-
де. По
этой схеме барометрическая вода из сборника ( ) насосом
( ) подается в дефекосатуратор, где
повышают pH воды до 11-
11.5.
В контрольный ящик дефекосатуратора
подается аммиачная и
жомопрессовая
воды из сборников ( ) и ( ).
Затем смесь
барометрической,
аммиачной и жомопрессовой вод поступает в сульфи-
татор I
ступени ( ), потом в сульфитатор II ступени ( ),
в
результате чего pH воды снижается до 6-6.5.
Далее сульфитиро-
ванная добавочная вода подогревается в
пароконтактном подогрева-
теле
( ) до температуры 75-85я5оя0С и
аэрируется перед попаданием
в
сборник питательной воды на диффузию (
), в котором она име-
ет
следующие параметры: pH=6-6,5; t=70я5оя0С.
Подготовленная вода
поступает
на диффузию.
Удаление аммиака осуществляется
продуванием аммиачной воды в
течение
12-15 мин диспергированным воздухом.
При переработке свеклы пониженного
качества аммиачные кон-
денсаты
обрабатывают ортофосфорной кислотой, которая осаждает ио-
ны
железа, аммония, магния, а с ионами кальция при pH=5.8-6.5 об-
разует
Ca(Hя42я0POя44я0)я42я0. Эта соль кальция переводит пектиновые вещества
в
нерастворимое состояние и делает свекловидную стружку более уп-
ругой.
На дефекации ортофосфорная кислота полностью
осаждается.
Такой способ подготовки
питательной воды предусматривает
подщелачивание
ее известью до pH 11.5, сульфикацию до
pH 7.0-7.2
и
добавление ортофосфорной кислоты до pH 5.8-6.5.
Диффузионный сок, освобождаясь от мезги
на ротационной пуль-
половушке
( ) типа ПР-25/30, направляется на
известково-угле-
кислотную
очистку.
.
1.6. О Ч И С Т К А Д И Ф Ф У З И О Н Н О Г О С О К А.
Диффузионный сок - поликомпонентная
система. Он содержит са-
харозу
и несахара, представленные растворимыми
белковыми, пекти-
новыми
веществами и продуктами их распада,
редуцирующими сахара-
ми,
аминокислотами и др.
Все несахара в большей или меньшей мере
препятствуют получе-
нию
кристаллической сахарозы и увеличивают
потери сахарозы с ме-
лассой.
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 хими-
ческой природе
и в силу этого обладают широким спектром физи-
ко-химических
свойств, что обуславливает различную
природу реак-
ций, приводящих к удалению их из осадка. При
использовании в ка-
честве
реагентов для очистки гидроксида кальция и диоксида угле-
рода
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 по-
догреватели
( ) для нагрева до температуры (85-90)я5оя0С и затем
направляется
в котел прогрессивной преддефекации (
). В послед-
нюю
секцию вводится молоко в количестве (0.2-0.3)%
к массе свек-
лы,
обеспечивающим выход сока из него с pH 10.8-11.6. На предде-
фекации,
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 50я5оя0С) длится (20-30) минут, теплая
(температура
50-60я5оя0С) - 15 минут.
Из преддефекатора сок
без подогрева поступает в аппарат на
холодную (теплую) основную дефекацию ( ), где
смешивается с
известковым
молоком (1-1.8)% CaO массы свеклы. Оптимальная дли-
тельность
холодной дефекации (20-30) минут, теплой - 15 минут.
После холодной дефекации сок нагревается
до температуры
(85-90)я5оя0С
в подогревателях ( ) и подается в дефекатор ( )
(горячая
дефекация), где выдерживается 10 минут. На выходе из де-
фекатора
к соку добавляется известковое молоко (0.5-0.7)% СаО к
массе
свеклы для повышения фильтровальных
свойств сока I сатура-
ции. Далее
дефекованный сок поступает в циркуляционный
сборник
( ), где смешивается с (5-7) кратным
количеством сока I сату-
рации,
рециркулируемого по внешнему контуру, и в аппарате I сату-
рации
( ) 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 филь-
трами.
В ФИЛСах сок I сатурации разделяется на
фильтрат и сгущенную
суспензию.
Достоинствами ФИЛС являются: простота конструкции, ма-
лая
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 произво-
дительность
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
нефильтрованным 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 из-
вестковое
молоко (0.2-0.5)% СаО к массе
свеклы, нагревают смесь
до температуры (92-95)я5оя0С и в течение 4-5
минут подвергают допол-
нительной
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 ( ), фильт-
руется на листовых
фильтрах и подается в сульфитатор ( ),
где
его обрабатывают сульфитированным газом
(10-12)% SOя42я0 до ще-
лочности 0.05-0.1% CaO (pH 8.5-8.8).
Сульфитированный газ получают путем
сжигания серы в серосжи-
гательных печах (
). Газ охлаждают в сублиматоре ( ) и
вентилятором
подают в нижнюю часть сульфитатора.
Сульфитированый
сок в
начале насосом ( ) подается на дисковые
фильтры ( ).
Фильтрованный
сок направляют на выпарную станцию (
).
Сгущенная суспензия сока II сатурации из
сборника возвраща-
ется на
преддефекацию, где кристаллы карбоната
кальция этой сус-
пензии,
обладающие достаточно высоким
положительнымя7 xя0-потенциа-
лом,
используются как затравочные центры для осаждения коагулиру-
ющих
несахаров.
При переработке свеклы хорошего качества
применяют более
простую
схему очистки диффузионного сока с горячей
оптимальной
преддефекацией
(когда диффузионный сок нагревают до температуры
85-90я5оя0С
и вводят в него сразу всю известь, необходимую для дости-
жения
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 диффузионно-
го
сока с горячей оптимальной
преддефекацией состоит в том, что
холодная
(теплая) прогрессивная преддефекация (ППД) с противоточ-
ным движением
извести и сока позволяет полнее
осадить вещества
коллоидной
дисперсности, не разлагая их в щелочной среде, и полу-
чить
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 по-
ложительно
влияет на его термоустойчивость и качество.
В процессе холодной основной дефекации
(ОД) в соке растворя-
ется 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 пересы-
щенном
состоянии, что обеспечивает более
глубокое разложение не-
сахаров. Для этой же цели предназначена и
дополнительная дефека-
ция
перед II сатурацией. Кроме разложения несахаров, введение из-
вести
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 ка-
чества
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 предсатураторе, его предварительно нагревают
до
(55-60)я5оя0С, смешивают с суспензией
сока II или I сатурации до
pHя42oя0
8.5-9.0 и подают в сборник рециркулятор
внешнего рециркуля-
ционного
контура предсатуратора.
При переработке свеклы порченой с
наличием корнеплодов, по-
раженных
слизистым бактериозом, для улучшения
фильтрования реко-
мендуется
применять раствор активированного полиакриламида.
Целью преддефекации является максимальное
осаждение веществ
коллоидной
дисперсности и ВМС и образование осадка, структура ко-
торого
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 ус-
ловия для
коагуляции не только pH
11.0, но и более низких его
значениях,
что дает возможность заметно ускорить фильтрование со-
ка I
сатурации, т.е. позволяет выполнить цепь процесса ПД. Добав-
ление
сгущенной суспензии осадка сока I сатурации в зону со зна-
чением pH<10 дает возможность получить осадок с
лучшими фильтра-
ционными
свойствами, т.к. выпадающие в осадок частицы коагулята
будут ионы Caя52+я0 связываться частицами
возврата, содержащими Ca-
COя43я0, в более жесткие агрегаты. Здесь происходят
реакции коагуля-
ции и
осаждения. Ион Caя52+я0 с анионами щавелевой, лимонной, винной,
оксилимонной,
фосфорной и в слабой степени серной кислоты образу-
ет соли
Са, нерастворимые в воде. Осаждение происходит постепенно
в
интервале pHя42oя0 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 карбона-
том
Caя52+я0 и осаждения Caя52+я0 в виде CaCOя43я0. Также идут реакции коагу-
ляции и
осаждения высокополимеров. Коагулируют
белки, сапонины,
красящие
вещества.
Комбинированная холодно или тепло-горячая
ОД позволяет повы-
шать
растворимость извести в дефекованном соке, обеспечивать тер-
моустойчивость
продуктов и одновременно снижать их цветность.
На основной холодно-горячей дефекации
идут реакции: разложе-
ние
амидов кислот и солей аммония, дающих с
известью растворимые
соли
Ca; разложение редуцирующих веществ (РВ); при этом образуют-
ся 2
группы кислот:
1) дающие с ионами Сая52+я0 осадки;
2) дающие с ионами Сая52+я0 растворимые
соли, часть из которых
окрашена;
разложение пектиновых веществ (ПВ).
Полностью провести реак-
цию
разложения на основной дефекации нельзя, но стремиться к это-
му
нужно, т.к. незаконченные реакции разложения приводят к разло-
жению
инвертного сахара, при этом снижается рH и повышается цвет-
ность
(ЦВ); падению Щ на выпарке; усилению пенообразования. На ОД
подается
избыток извести, большая растворимость извести в соке на
холодной
ступени дает возможность, сатурируя
перенасыщенный из-
вестью
горячий сок получать на I сатурации сок с мелкими однород-
ными
кристаллами CaCOя43я0, обладающей
повышенной фильтрационной и
адсорбционной
способностью.
Цель первой сатурации - очистка сока
методом адсорбции и по-
лучение
осадка CaCOя43я0 с хорошими фильтрационными свойствами. Про-
исходит
адсорбция солей Са и некоторых кислот, представляющих со-
бой
продукты щелочного распада инвертного сахара, образовавшегося
на
ОД. Особое значение имеет адсорбция
поверхностно-активных ве-
ществ
(ПАВ), замедляющих процесс
кристаллизации и ухудшающих ка-
чество
продукции.
Дополнительной дефекацией перед II
сатурацией достигают раз-
ложение
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 ак-
тивную
Щ до такой величины, которая обеспечивала бы эффективное
проведение
сульфитации и минимальное разложение сахарозы при вы-
паривании,
получение термоустойчивого сока и сиропа.
Основные цели сульфитации: обесцвечивание соков путем восс-
тановления
красящих веществ в бесцветные соединения, уменьшение Щ
и
вязкости сиропа путем замены Kя42я0COя43я0 на
Kя42я0SOя43я0. Основной эффект
сульфитации
заключается в предотвращении образования красящих ве-
ществ.
При выборе схемы очистки
диффузионного сока из свеклы того
или
иного качества необходимо
руководствоваться
требованиями к
технологическим
показателям диффузионного сока и сока очищенного.
Критерием
в этом должен быть максимальный выход сахара, соответс-
твующего
показателям ГОСТ, при оптимальном расходе извести.
Достижение поставленных требований
обеспечивают соблюдение
оптимальных
параметров и использованием вспомогательных
материа-
лов
(флокулянтов, пеногасителей, подщелачивающих агентов) для
интенсификации
процессов.
1.6.1.Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы
п р о ц
е с с а П Д.
Холодная Теплая
Температура,
я5оя0С
40-50 50-60
Длительность
процесса, мин
20-30 12-15
pHя42oя0
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
1.6.2.Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы
п р о ц
е с с а О Д.
Холодная Теплая Горячая
Температура,
я5оя0С 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
1.6.3.Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы
п р о ц
е с с а I с а т у р а ц и и.
Длительность,
мин
10
pHя42oя0
сока, ед. 10.8-11.2
Содержание
СОя42я0 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
1.6.4.Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы
п р о ц
е с с а д е ф е к а ц и и п е р е д
II
с а т у
р а ц и е й.
Температура,
я5оя0С
90-96
Длительность,
мин
2-5
Щ по
метилоранжу, % СаО
0.2-0.6
Расход
извести, % от общего
10-25
- для порченной свеклы 30
1.6.5.Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы
п р о ц
е с с а II с а т у р а ц и и.
Длительность,
мин
10
pHя42oя0,
ед. 9.2-9.7
Содержание
СОя42, я0%
28-35
Цветность,
усл. ед. не
более 18
Содержание
солей Са, % СаО
0.03-0.10
Доброкачественность,
% 88-92
1.6.6.Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы
п р о ц
е с с а с у л ь ф и т а ц и и.
pHя42oя0
сока
8.9-9.2
pHя42oя0
сиропа
8.0-8.5
pHя42oя0
клеровки перед сульфитацией
не ниже 7.2
Содержание
свободных сульфитов
в соке
и сиропе, % SOя42я0 к массе продукта
0.002-0.003
1.7.С Г У Щ Е Н И Е С О К А
В Ы П А Р И В А Н И Е М.
По значению выполняемых функций, сложности
и стоимости в
тепловой
схеме центральное место занимает выпарная установка, ко-
торая
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
использова-
ния
парового тепла.
Сок поступает в I корпус, а затем
проходит все корпуса уста-
новки
последовательно и из концентратора удаляется сироп.
Ретурный пар используется только в I
корпусе выпарной уста-
новки.
Последующие корпуса обогреваются
вторичными парами преды-
дущих
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:
капиталь-
ные
затраты, эксплуатационные расходы.
Увеличение числа ступеней
выпарной
установки (ВУ) приводит, с одной
стороны, к уменьшению
расхода
греющего пара, что влечет за собой
уменьшение эксплуата-
ционных
расходов, с другой стороны, к увеличению суммарной по-
верхности нагрева выпарных аппаратов, что приводит к увеличению
капитальных
затрат.
На выбор числа ступеней существенное
влияние оказывает тем-
пературный
режим ВУ, т.е. условие, что полезная разность темпера-
тур в
каждом корпусе должна быть не менее 6-8я5оя0С.
Четырехкорпусная ВУ с
концентратором отличается повышенной
устойчивостью
в эксплуатации и высокой тепловой экономичностью,
благодаря
большой кратности использования ее вторичных паров. Эта
ВУ в
настоящее время принята в качестве типовой.
Масса воды (W),
выпариваемой
в ВУ, зависит от содержания сухих
веществ в очищен-
ном
соке (СВя41я0) и сиропе (СВя42я0).
СВя41
W = Q (1 - ДДД ), где
СВя42
Q -
масса очищенного сока.
Образующийся в выпарных аппаратах и
других теплообменниках
конденсат
систематически выводится в сборники через
конденсатные
колонки.
Конденсат отработавшего пара
используется для питания
паровых
котлов, а конденсат вторичных паров - для нагрева различ-
ных
промежуточных продуктов.
Необходимо постоянно отводить некондесирующиеся
газы из па-
ровых
камер, которые накапливаясь в верхней
части греющих камер,
препятствуют
потоку притекать к поверхности
теплообменника. Не-
конденсирующиеся
газы из верхней части греющих камер по трубопро-
водам
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 разности
давлений
создается непрерывное движение газа от
I корпуса к кон-
десатору
смешения.
Для создания разрежения в последнем корпусе и концентраторе
и
удаления неконденсирующихся газов из системы в
схему включена
вакуум-кондесационная
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 про-
цессы
протекают наиболее интенсивно в термолабильном
соке, т.е.
соке,
неустойчивом к температурному воздействию.
Снижение рН обусловлено разложением в
соке 0.04-0.06% саха-
розы,
до 30%
редуцирующих веществ и образованием органических
кислот.
Чтобы поддерживать необходимый рН в ВУ (примерно 7.5-8),
в сок
перед II сатурацией добавляют тринатрийфосфат.
Цветность сиропа нарастает в результате
разложения редуциру-
ющих
веществ и их взаимодействиями с аминокислотами, а также ка-
рамелизации
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 образова-
ния
красящих веществ в ВУ является достижение достаточного полно-
го
разложения редуцирующих сахаров в процессе очистки сока и ми-
нимального
разложения сахарозы при выпаривании. Немаловажное зна-
чение
имеют также содержание оптимального
уровня в кипятильных
трубках
и равномерное распределение греющего пара в греющих каме-
рах
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
при-
водит к
понижению производительности станции.
Для восстановления
нормальной
работы выпарной станции применяются механические мето-
ды или
химические методы очистки поверхности
нагрева.
Иногда используют деминерализацию сока
перед выпариванием
путем
пропускания его через ионообменные
смолы.
Борьба с накипеобразованием в
теплообменной аппаратуре воз-
можна с
помощью ультразвуковых колебаний,
которые нарушают обыч-
ный
процесс образования накипи и действуют разрушающе на нее.
1.8.У В А Р И В А Н И Е, К Р И С
Т А Л Л И З А Ц И Я И
Ц Е Н Т Р И Ф У Г И Р О В А Н И
Е У Т Ф Е Л Е Й.
Кристаллизация сахара - завершающий этап
в его производстве.
Здесь
выделяют практически чистую сахарозу
из многокомпонентной
смеси,
которой является сироп.
В сокоочистительном отделении из
диффузионного сока удаляет-
ся
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. По-
тери в
продуктовом отделении определяют технико-экономические по-
казатели
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 по-
мощью
многоступенчатой кристаллизации, при
этом потери будут ми-
нимальны.
Наибольшее распространение получили
двухступенчатая и трехс-
тупенчатая
схемы продуктового отделения. Для получения сахара хо-
рошего
качества используют гибкие схемы, предусматривающие опера-
тивное
перераспределение потоков в соответствии
с ситуацией на
заводе.
Рациональная технологическая схема
продуктового отделения
должна
иметь столько ступеней кристаллизации, чтобы суммарный эф-
фект
кристаллизации составлял 30-33%, а
коэффициент завода сос-
тавлял бы 80% при среднем качестве свеклы.
В достоинство трехпродуктовой схемы можно
включить более вы-
сокий
выход (37%) и высокое качество получаемого
товарного про-
дукта. От прочих схем она отличается
прямоточностью, существует
один
рециркуляционный контур - возврат клеровки.
Исходным сырьем для продуктового
отделения является сульфи-
тированная
смесь сиропа с клеровкой сахаров II кристаллизации и
сахара-аффинада
III кристаллизации с чистотой не менее 92%.
Из этой смеси в вакуум-аппаратах I
продукта ( ) уварива-
ют
утфель I кристаллизации 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 ап-
парат
пропаривается экстра-паром I корпуса выпарной установки и
пропарка
направляется в клеровочную мешалку. Если пропарка прово-
дится
ретурным паром, то ее можно направлять
в приемную мешалку,
где при
смешивании с утфелем растворяется около 2-3% кристаллов.
Утфель центрифугируют нагорячо (t=70-75я5оя0C), при этом реко-
мендуется использовать центрифуги с фактором
разделения 1000
( ). При фуговке отделяем 2 оттека.На первой
стадии выделяется
"зеленая"
патока I, которая направляется в
сборник под центрифу-
гой
( )
и перекачивается в
сборник перед вакуум-аппарата-
ми
( ), для создания запаса зеленой патоки
для уваривания ут-
феля
II.
По окончании отделения зеленой патоки в
ротор центрифуги по-
дается
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 вы-
сушивания,
охлаждения, отделения ферромагнитных
примесей, комков
сахара
и пудры. Затем он поступает в бункеры, откуда в склад бес-
тарного
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
(промежуточного)
продукта. В процессе уваривания в начале в ва-
куум-аппарат
( ) забирается белая патока и в конце зеленая
патока.
Утфель II продукта уваривают до массовой доли сухих ве-
ществ
93-94%, при этом содержание кристаллов
в утфеле достигает
45%.
Используют вакуум-аппараты периодического действия. После
уваривания
утфель выгружают в приемную мешалку (
). Вакуум-ап-
параты
пропаривают экстра-паром I корпуса,
пропарку направляют в
приемную
мешалку, Из приемной мешалки
утфель II кристаллизации
нагорячо
(70-75я5оя0С) направляют на центрифугирование. Для этого ре-
комендуется
использовать центрифуги непрерывного действия с кони-
ческим
ротором, снабженным сегрегатором (
). Центрифугирова-
ние
может проводиться с пробеливанием или без него. В любом слу-
чае
после пробеливания оба отека соединяются в одном сборнике под
центрифугами
( ), а затем перекачиваются в
сборник перед ва-
куум-аппаратами
( ), для создания запаса для
уваривания утфе-
ля 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 смешивается с си-
ропом
и направляется на
сульфитацию, а затем
используется для
уваривания
утфеля I.
Из белой и зеленой патоки II уваривают
утфель III кристалли-
зации в
вакуум-аппаратах периодического действия (
) до значе-
ния
массовой доли СВ=94-96%, при этом содержание кристаллов в ут-
феле 35-37%. Дальнейшее сгущение и кристаллизация в
вакумм-аппа-
ратах
невозможна, т.к. вязкость утфеля становится чрезмерно высо-
кой, но
межкристальный раствор утфеля в вакуум-аппаратах недоста-
точно
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 дальнейше-
го
истощения необходимо провести второй этап кристаллизации утфе-
ля III
методом охлаждения - для этого утфель выгружают в приемную
мешалку
утфеля III ( ).
Вакуум-аппараты пропаривают экстра-паром I корпуса выпарки,
пропарка
направляется в приемную мешалку и перемешивается с утфе-
лем. Из
приемной мешалки утфель направляют в батарею кристаллиза-
торов с
вращающейся поверхностью охлаждения (
), при движении
по
кристаллизатору температура утфеля уменьшается с 70я5оя0С до 35я5оя0С.
За счет
уменьшения растворимости сахароза выделяется
из раствора
на
поверхности кристаллизатора, за
счет этого чистота межкрис-
талльного
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 40-45я5оя0С, при раскачке температура постоянна.
Разделение утфеля III кристаллизации осуществляется в цент-
рифугах
( ) периодического действия с
фактором разделения 1500
или
центрифугах непрерывного действия с двумя коническими ротора-
ми, при
этом в первом роторе выделяется меласса,
во тором прово-
дится
аффинация желтого сахара.
При переходе желтого сахара с
первого
ротора на слой желтого сахара подается аффинирующий раст-
вор:
зеленая патока I,
разбавленная до массовой доли сухих ве-
ществ
75% и подогретая до t=80я5оя0C. Со второго ротора отводится аф-
финационный
оттек, который собирается в
сборник под центрифугой
( )
и перекачивается в
сборник перед вакуум-аппаратами
( ). Из сборника перед вакуум-аппаратом
отбирается на ува-
ривание
утфеля III на последние подкачки.
При использовании центрифуг периодического действия в цент-
рифуге
выделяется меласса, желтый сахар выгружается в аффинацион-
ную
мешалку ( ), куда подается
аффинирующий раствор (разбав-
ленная
зеленая патока I в количестве 60% по массе желтого сахара).
В
мешалке желтый сахар
10 минут перемешивается с
аффинирующим
раствором
и насосом подается на центрифугирование.
Рекомендуется
использовать
центрифуги непрерывного действия с
коническим рото-
ром
( ). При центрифугировании выделяется один аффинационный
оттек.
Желтый сахар III выгружается и шнеком подается в клеровоч-
ную
мешалку, где растворяется с желтым
сахаром II сульфитирован-
ным
соком II сатурации или сиропом.
Меласса - отход производства, взвешивается и направляется
в
мелассохранилище.
При изменении качества перерабатываемой
заводом свеклы необ-
ходимо
производить соответствующую корректировку трехкристаллиза-
ционной
схемы:
а) при
переработке свеклы с полученным сиропов из ВУ добро-
качественностью
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 сиро-
па,
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.
яш1
Технологические параметры процесса
кристаллизации.
ЪДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДДї
іI продуктіII
продуктіIII продукті
ГДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДґ
Разрежение
в аппарате, МПа і 0.085 і0.08-0.09 і0.08-0.09 і
Температура
кипения, я5оя0С і 72-78 і
65-76 і 60-72
Избыточное
давление греющего і і і і
пара,
МПа і
0.07-0.1і0.07-0.1 і0.07-0.1 і
АДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДДЩ
яш0
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.
- понижение рН, из-за разложения редуцирующих сахаров обра-
зуются
органические кислоты, способствующие увеличению инверсии.
1.9. С У Ш К А, О Х Л А Ж Д Е Н И Е
И Х Р А Н Е Н И Е
С А Х А Р А.
Целью сушки является удаление
поверхностной влаги и обеспе-
чение
длительного хранения кристаллическго сахара.
На сушку нап-
равляется
сахар с t=60я5оя0C после центрифугирования и влажностью
0.8-1.2%.
Для обеспечения длительного хранения
влажность должна соот-
ветствовать
относительной влажности хранилища. Влажность и темпе-
ратуру
нормируют в зависимости от способа хранения.
Существуют два способа хранения: тарный
в мешках 50 кг -
влажность
до 0.14% и температура до 25я5оя0С и
бестарный - в силосах
емкостью
10000-20000 т влажностью не более 0.04% и t до 22я5оя0С.
После центрифуг сахар-песок влажностью
0.8-1.8% подают виб-
роконвейером
к элеватору. Влажный сахар поднимается
элеватором и
попадает
в сушильную часть установки, где высушивается горячим
воздухом
(t=105я5оя0C). Сушка производится в прямотоке, что позволяет
не
превышать критическую температуру разложения сахарозы (85я5оя0С).
Охлаждение
сахара осуществляется в противотоке, температура саха-
ра
понижается до 20я5оя0С.
Высушенный и охлажденный сахар-песок
подается на машину рас-
сева,
где отделяются конгломераты и мелкие фракции. Для бестарно-
го
хранения формируются фракции с коэффициентом однородности до
10%.
После рассева сахар направляется в
бункера, находящиеся в
упаковочном
отделении, из которых затаривается в мешки, взвешива-
ется,
зашивается и ленточным транспортером направляется в склад.
При бестарном хранении сахар подается в
дозреватель для уда-
ления
внутренней влаги из объема кристалла за счет диффузии приб-
лизительно
на 10 суток, после чего сахар направляется в силос.
1.10.П О Л У Ч Е Н И Е И З В Е С Т К О В О Г О М О Л О К А
И
С А Т У Р А Ц И О Н Н О Г О Г
А З А.
Из склада хранения известняк конвейером
подают на сортиров-
ку.
Отсортированный известняк конвейером
подают в бункер-накопи-
тель
топлива. Топливо подают через
дозатор. Известняк вместе с
ковшом
скипового подъемника взвешивают на весах.
После дозировки порции шихты ковш по
направляющим поднимает-
ся к
верху печи. При опрокидывании его шихта
высыпается в загру-
зочную
воронку. Герметичность загрузочной воронки
обеспечивает
клапан.
Полученный в результате обжига известняка
сатурационный газ
из
балки отсоса газа попадает в сухую ловушку, а затем в газопро-
мыватель
для окончательной очистки и охлаждении водой.
Затем че-
рез
каплеулавливатель газ поступает в компрессор,
который подает
его в
завод. Для поддержания разрежения в
газопромывателе и кап-
леулавливателе
удаление воды в них осуществляется через гидрозат-
вор.
Обожженная известь по
направляющему желобу поступает в из-
вестегаситель,
куда из сборника подают воду. Полученное известко-
вое
молоко поступает на вибросито, где
отделяются частицы разме-
ром
более 1.2 мм, затем в мешалку, гидроциклоны - для отделения
частиц
от 1.2 до 0.3 мм - и в мешалку известкового молока. Из ме-
шалки
насосом подают на дефекацию.
Температурный режим станции дефекосатурации влияние температуры на процесс дефекосатурации. Сахарный завод известково газовое отделение технологический процесс технологическая схема. Управление процессом приема хранения и поставки сахарной свеклы в переработку на завод. Технология производства сахара из сахарной свеклы технология производства саха. Машинно аппаратурная схема линии производства сахара песка из сахарной свеклы. Краткая технологическая схема переработки сахарной свеклы на три продукта. Технологический процесс по оборудованию для производства сахара из свеклы. Типовая технологическая схема переработки сахарной свеклы на три продукта. Процент пара конденсируется на основном конденсаторе на сахарном заводе. Технологическая схема возделывания сахарной свеклы Москва Россия Москве. Орудие для измельчения корнеплодов в сахарном производстве определение. Как определить сколько сахарной свеклы осталось в земле после уборки. Технология получения сахара из сахарной свеклы Москва Россия Москве. Обоснование выбора темы проекта по технологии Сахарное производство. Сахарная промышленность какие процессы происходят на преддефекации.
|
|
|
