При переработке сахарной свеклы качество и выход готовой продукции существенно зависят от эффективности отделения несахаров, переходящих в диффузионный сок в процессе экстрагирования сахарозы. В настоящее время разработано большое количество способов очистки диффузионного сока, но реальный эффект удаления несахаров в условиях производства не превышает 30 % [1]. Повышение эффекта сопровождается усложнением технологической схемы и увеличением расхода реагентов на процесс очистки [2]. Кроме того, не все технологические схемы адаптированы к изменяющемуся качеству перерабатываемого сырья.
Рациональной с точки зрения удаления несахаров является схема с отделением коагулята до основной очистки. Присутствующие в диффузионном соке белковые и пектиновые вещества ухудшают фильтрационно-седиментационные свойства осадка, что препятствует удалению основного количества несахаров, осажденных на начальном этапе очистки диффузионного сока, приводит к повышенному расходу оксида кальция на процесс очистки, увеличивает нагрузку на технологическое оборудование, ухудшает качественные показатели полупродуктов и готовой продукции.
Цель данного исследования – выбор способа очистки диффузионного сока, позволяющего отделить осадок несахаров до основной дефекации.
В процессе исследования очистку диффузионного сока проводили по 3 вариантам: типовой схеме; с частичной карбонизацией преддефекованого сока до рН 10,5 и последующим отделением осадка; с глубокой карбонизацией преддефекованого сока до рН 8,0, добавлением 0,3 % СаО и карбонизацией до рН 11,0 с последующим отделением осадка (табл. 1, 2).
Таблица 1 – Показатели преддефекованного сока при различных
способах проведения предварительной обработки
Показатель |
Способ предварительной дефекации диффузионного сока |
||
типовой |
с пересатурацией преддефекованного сока |
с частичной карбонизацией преддефекованного сока |
|
Фильтрационный коэффициент, см3/с |
12,6 |
3,2 |
7,9 |
Цветность, единиц оптической плотности |
188 |
103 |
129,2 |
Массовая доля белков, мг/см3 |
0,9 |
0,52 |
0,54 |
Массовая доля солей кальция, % СаО |
0,163 |
0,111 |
0,147 |
При рассмотрении вопросов, связанных с седиментационными и фильтрационными свойствами осадков сахарного производства, необходимо учитывать структуру и размер частиц осадка. Кривые распределения частиц осадка в преддефекованном соке при различных способах его получения представлены на рисунке.
Установлено, что более крупные частицы осадка формируются при проведении предварительной дефекации и последующей глубокой пересатурации сока.
Таблица 2 – Показатели очищенного сока в зависимости от способа предварительной обработки
Показатель |
Способ очистки диффузионного сока |
||
Типовой |
С пересатурацией преддефекованного сока |
С частичной карбонизацией |
|
Чистота, % |
89,1 |
90,9 |
90,5 |
Цветность, единиц оптической плотности |
138,1 |
128,3 |
126,9 |
Массовая доля белков, г/100 г СВ |
3,1 |
1,9 |
2,6 |
Массовая доля солей кальция, % СаО |
0,025 |
0,017 |
0,02 |
Проведенные исследования свидетельствуют о преимуществах схемы очистки диффузионного сока с использованием глубокой пересатурации. Предлагаемый нами способ включает теплую предварительную дефекацию с возвратом 50 % суспензии сока I сатурации, известкование добавлением 0,20-0,25 % СаО, подогревание до 80 оС и карбонизацию до рН 7,8-8,2 с целью дегидратации осадка. Далее добавляли 0,25-0,3 % СаО и карбонизировали до рН 11,0, что обеспечивало высокие адсорбционные и фильтрационно-седиментационные показатели сока. Отделение суспензии несахаров проводили при температуре 80 оС и введении флокулянта. Преддефекованный осадок смешивали с суспензией сока I сатурации (50 %), обессахаривали на фильтр-прессах.
Основную дефекацию осуществляли при температуре 80-85 оС добавлением 0,5-1,0 % СаО, карбонизировали до рН 10,8-11,2, фильтровали. При переработке свеклы высокого качества возможна карбонизация до рН 9,0-9,5 (одноступенчатая сатурация). При переработке свеклы пониженного качества фильтрованный сок I сатурации нагревали до температуры 92 оС, проводили дефекацию перед II сатурацией добавлением 0,3-0,4 % СаО в течение 5 мин и II сатурацию до рН 9,0-9,5. Сок перед фильтрованием подвергали дозреванию (табл. 3).
При реализации предлагаемого способа в отличие от типовой схемы повышаются фильтрационно-седиментационные свойства преддефеко-ванного сока и сока I сатурации, цветность сока снижается на 20-30 %, массовая доля солей кальция - на 30-35 %, чистота очищенного сока повышается на 0,5-0,8 %, эффект очистки на дефекосатурации увеличивается на 3-4 %, расход оксида кальция на очистку сока снижается на 0,5-0,7 %.
Проведение глубокой карбонизации преддефекованного сока повышает эффективность осаждения коллоидных и кристаллоидных соединений диффузионного сока, обеспечивает более полную дегидратацию осадка. За счет удаления несахаров, осажденных на начальном этапе очистки диффузионного сока, улучшается структура преддефекованного осадка и осадка сока I сатурации, что обеспечивает более высокую скорость осаждения частиц. При этом уменьшается масса фильтрационного осадка и потери сахарозы в нем.
Таблица 3 – Сравнительная оценка типового и предлагаемого способов
очистки диффузионного сока
Преддефекованный сок |
Сок I сатурации |
Очищенный сок |
Эффект очистки на станции дефеко-сатурации, % |
|||||
Скорость осажде-ния, см/мин |
Фильтрационный коэффи-циент, см3/с |
Скорость осажде-ния, см/мин |
Фильтрационный коэффи-циент, см3/с |
Чис-тота, % |
Массовая доля солей кальция, % СаО |
Цвет-ность, усл. ед. |
||
Типовая схема очистки |
||||||||
2,2 |
12,8 |
3,0 |
5,5 |
88,3 |
0,035 |
18,0 |
29,9 |
|
2,0 |
16,6 |
3,1 |
6,0 |
88,2 |
0,038 |
17,0 |
29,8 |
|
Схема с глубокой карбонизацией |
||||||||
3,6 |
4,3 |
3,6 |
2,7 |
89,0 |
0,026 |
15,0 |
34,1 |
|
3,8 |
3,5 |
4,7 |
2,2 |
89,2 |
0,020 |
10,4 |
35,1 |
|
3,7 |
3,8 |
4,5 |
2,5 |
89,1 |
0,022 |
11,1 |
34,8 |
|
3,6 |
5,0 |
4,2 |
3,1 |
88,9 |
0,023 |
13,4 |
34,0 |
Библиографический список
1. Решетова, Р.С., Повышение эффективности удаления несахаров из диффузионного сока [Текст] / Р.С. Решетова, А.Г. Ворвуль. – Сахар, 2011. - № 7. – С. 42-44.
2. Логвин, В. М. Предварительная дефекация с одноступенчатой карбонизацией преддефекованного сока в циркуляционном контуре [Текст] / В. М. Логвин, С. А. Авдиенко. - Сахар, 2011. - № 4. - С. 42-44.